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
3.2.2. Résultats électriques
Des valeurs de constante diélectrique aux alentours de 250 ont été obtenues et les courants de
fuites observés sont de l’ordre de 10 -5 A/cm² pour une tension appliquée de 2V à température
ambiante. Le champ de claquage est également supérieur à 1MV/cm pour des couches de
STO de 100nm d’épaisseur, ce qui correspond à une tension supérieure à 10 V. Après mise au
point de l’empilement, les rendements des tests électriques en fin d’élaboration ont pu être
stabilisés aux alentours de 80 à 90%.
Il apparaît donc une différence au niveau des valeurs de capacité suivant la technologie
utilisée : la technologie lift-off présente des valeurs de constante diélectrique maximales de
l’ordre de 120 (cf chapitre 3) alors que les constantes diélectriques obtenues grâce à la
technologie « 100 mm » sont deux fois plus élevées.
3.3. Pourquoi une telle différence de constante diélectrique ?
3.3.1. Expériences de compréhension
Afin de comprendre les deux comportements observés selon la technologie employée, nous
avons listé les différences technologiques qui pourraient être à l’origine des différences de
constantes diélectriques obtenues.
Les valeurs de constante diélectrique « moyennes » (de l’ordre de 120) ont été obtenues lors
de l’élaboration de l’électrode supérieure par lift-off pour laquelle le recuit de cristallisation a
été effectué après gravure de l’électrode supérieure de Pt alors que les fortes valeurs de
constante diélectrique (de l’ordre de 250) ont été obtenues pour une élaboration de l’électrode
supérieure par usinage ionique, lorsque le recuit de cristallisation est effectué après dépôt et
avant gravure du Pt supérieur.
Nous avons donc décidé de mener une étude sur trois plaques de 100 mm de diamètre
présentant des variations dans le procédé d’élaboration des capacités pour comprendre le
phénomène en essayant de décorréler ses origines possibles.
Ces plaques comportent le même Pt inférieur ainsi que le même STO et le même Pt supérieur.
Elles ont également subi le même recuit de cristallisation du STO à 450°C sous air pendant
1 h. Notons que pour ces trois échantillons, le STO n’a pas été gravé.
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