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
formation de l’interface très rugueuse qui doit requérir plus d’énergie que la formation d’une
interface plus lisse et consomme ainsi l’énergie dédiée à la cristallisation.
1.4. Discussion – Conclusion
Nous avons tenté d’expliquer les courbes de constante diélectrique en fonction de la
température de recuit. Pour cela nous avons sondé la structure cristallographique et la
microstructure du STO grâce à des analyses EXAFS et de réflectométrie X. Nous nous
sommes intéressés en particulier à leur évolution selon la température de dépôt du STO.
En ce qui concerne les échantillons amorphes, les dépôts réalisés à température ambiante
semblent plus proches de la structure cristalline que les dépôts réalisés à 150°C :
• Les analyses EXAFS ont montré que l’environnement du Sr dans l’amorphe déposé à
température ambiante est légèrement plus proche du cristal que dans l’amorphe déposé
à 150°C même si les amorphes restent éloignés de la structure pérovskite,
• La réflectométrie X a également montré que l’amorphe déposé à température ambiante
est plus dense que l’amorphe déposé à 150°C.
Ces analyses semblent démontrer une plus grande porosité dans le STO amorphe déposé à
150°C. Sa cristallisation est peut-être inhibée par cette plus grande porosité, ce qui pourrait
expliquer le décalage de la transition faible/forte constante diélectrique vers des températures
plus élevées. Le comblement de la porosité demande peut-être plus d’énergie, comme le
passage de l’environnement amorphe à la structure cristalline dans le cas du STO déposé à
150°C.
D’autant plus qu’après recuit de cristallisation, les échantillons sont très similaires. Ils
présentent la même densité ainsi que le même environnement du Sr qui correspond aux
données théoriques concernant la structure du STO cristallin.
On ne peut donc pas expliquer la différence de constante diélectrique selon la température de
dépôt par des différences de densité ou de structure.
Par contre, la réflectométrie nous indique qu’avant cristallisation, tous les échantillons
présentent les mêmes rugosités d’interfaces Pt/STO alors qu’après recuit, l’échantillon déposé
à 150°C présente une rugosité bien plus élevée, comparable d’ailleurs, non pas à une simple
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