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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 4 : Lien entre structure cristallographique et propriétés électriques
1. Analyse des courbes εr = f(Trecuit)
Nous avons étudié dans le chapitre précédent l’évolution de la constante diélectrique et de la
température de transition faible/forte constante diélectrique des matériaux en fonction de la
température de recuit. Cela nous a permis de voir que l’un des paramètres de dépôt les plus
importants est la température. En effet, plus la température de dépôt est élevée, plus la
température de transition augmente. La constante diélectrique augmente également avec la
température de dépôt. Les analyses physico-chimiques effectuées n’ont pas permis
d’expliquer ce phénomène, il semble donc intéressant d’étudier plus finement la structure des
matériaux et en particulier celle des matériaux amorphes. Pour cela nous avons donc réalisé
des analyses de Structure Fine d’Absorption X après seuil (EXAFS) et de réflectométrie des
rayons X.
1.1. Etude préliminaire
Afin d’étudier l’influence de la température de dépôt sur les couches minces de STO nous
avons élaboré trois échantillons dans les mêmes conditions à l’exception de la température de
dépôt. Les trois dépôts ont été réalisés aux températures suivantes : 25°C (n°1), 100°C (n°3)
et 150°C (n°2).
Les empilements MIM ainsi réalisés (Pt/STO/Pt/TiO2/SiO2/Si) ont subi une série de recuit de
cristallisation du STO, à des températures variant entre 250°C et 550°C pendant 30min sous
air, chaque échantillon ne subissant qu’un seul recuit.
1.1.1. Caractérisation électrique
Nous avons étudié l’évolution de la constante diélectrique en fonction de la température de
recuit. L’évolution de la constante diélectrique de chaque échantillon obtenue à l’issue des
tests électriques est présentée dans la Figure 4-1.
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