Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 3 : Etude de capacités MIM à base de STO et BTO
Par contre ce facteur diminue lorsque le courant augmente. L’augmentation du courant
correspond à une augmentation du nombre d’atomes qui arrivent sur le substrat au même
moment ce qui peut gêner la réorganisation des atomes.
Notons également que l’orientation augmente lorsque l’épaisseur du dépôt augmente. Ce
phénomène a déjà été observé lors d’études sur différents matériaux de type pérovskite
(Pb(Zr0.56Ti0.44)0.90(Mg1/3Nb2/3)0.10O3 et PbTiO3 dopé La et Ca) [15,16].
Il est possible de faire un rapprochement entre le facteur d’orientation des couches et
l’évolution de la constante diélectrique : tous les deux augmentent avec la température de
dépôt, la tension du canon principal et l’épaisseur du BTO. Plus le dépôt est orienté (001 ou
100), plus la constante diélectrique augmente. L’augmentation de la constante diélectrique est
certainement également liée à l’augmentation de la cristallinité des couches.
On observe également que le pic 110 se décale vers les petits angles (donc que le paramètre
de maille hors plan augmente) lorsque les courants d’ions augmentent. Ceci peut être dû à une
augmentation du taux de Xe dans les couches.
Si l’on compare l’évolution de la température de transition faible/forte constante diélectrique
et celle de la position du pic 110, on observe qu’ils sont influencés par les mêmes paramètres
de dépôt : courants d’ions (IIAD, ICP) et épaisseur de dépôt (Epa). Quand le paramètre de
maille augmente, la température de transition augmente également.
On peut donc penser que c’est l’augmentation du taux de Xe dans les couches qui gêne la
cristallisation dans la phase pérovskite et implique une température de transition plus élevée.
2.5.2. Analyse RBS
Deux échantillons ont été analysés par RBS. Nous avons choisi d’étudier plus en détails les
dépôts n°3 et n°10, qui ont donné respectivement la constante diélectrique la plus faible et la
plus élevée, afin de voir si cette différence pouvait être expliquée par une différence de
stœchiométrie des échantillons.
Pour chacun des deux dépôts, l’étude par RBS a été réalisée sur un dépôt de BTO sur Si afin
d’avoir une meilleure résolution. De plus le BTO est amorphe (non recuit) car un recuit du
BTO déposé directement sur silicium provoque de gros problèmes de diffusion du dépôt à
travers le substrat.
115