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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 5 : Influence du procédé d’élaboration des capacités sur leurs performances
Chapitre 5 : Influence du procédé d’élaboration des
capacités sur leurs performances
Dans le chapitre précédent nous avons étudié l’influence de la structure cristallographique de
nos matériaux high-k sur les caractéristiques électriques (principalement la constante
diélectrique) de nos capacités.
La microstructure des diélectriques n’est pas le seul paramètre à avoir une influence sur les
performances électriques de nos empilements MIM. La technologie d’élaboration des
capacités peut également avoir une influence sur leurs performances. Ce chapitre est
consacré à l’étude de différents paramètres, à savoir l’épaisseur de diélectrique déposée, la
nature des électrodes (Au ou Pt), ainsi que le procédé de gravure des électrodes.
Nous avons étudié l’influence de ces paramètres sur la constante diélectrique et sur les
courants de fuite de nos capacités MIM.
Sommaire__________________________________________________________________
1. Influence de l’épaisseur de diélectrique sur les caractéristiques électriques ................180
1.1. Capacité surfacique et constante diélectrique.......................................................180
1.1.1. Mesures électriques .....................................................................................180
1.1.2. Modèle de la couche interfaciale..................................................................181
1.2. Courant de fuite ..................................................................................................183
1.2.1. Mesures électriques .....................................................................................184
1.2.2. AFM TUNA................................................................................................186
1.3. Conclusion..........................................................................................................188
2. Influence des électrodes.............................................................................................189
2.1. Préparation des échantillons. ...............................................................................189
2.2. C(V) ...................................................................................................................189
2.3. I(V).....................................................................................................................192
2.3.1. Mesures à température ambiante..................................................................192
2.3.2. Evolution des courants de fuite avec la température.....................................194
2.4. Etudes des hauteurs de barrière ...........................................................................196
2.4.1. Méthodologie ..............................................................................................196
2.4.2. Résultat .......................................................................................................197
2.5. Conclusion..........................................................................................................198
178