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
4. Conclusion du chapitre
Ce chapitre a permis de montrer que les performances des capacités peuvent être grandement
influencées par la technologie mise en œuvre. Trois études ont été menées sur :
• L’épaisseur du diélectrique,
• La nature des électrodes,
• Le procédé d’élaboration de l’électrode supérieure.
Nous avons montré que la diminution de l’épaisseur de diélectrique permettait non seulement
d’optimiser la capacité surfacique mais également de diminuer les courants de fuite grâce à
l’absence de joints de grains marqués qui représentent des chemins préférentiels au passage
du courant.
L’étude concernant la nature des électrodes et les courants de fuite a montré qu’il existe un
régime Schottky (mécanisme à l’interface électrode/diélectrique) permettant de donner un
ordre de grandeur de la hauteur de barrière entre le métal d’électrode et le diélectrique. Cette
étude a également montré qu’afin de réduire les courants de fuite dans les capacités, le Pt en
tant que matériau d’électrode est préférable à l’Au.
La présence d’un recuit dit de « guérison » après dépôt de l’électrode supérieure permet
également d’améliorer les performances électriques des capacités (diminution des courants de
fuite) car il permet de guérir les défauts à l’interface métal/diélectrique qui apparaissent lors
du dépôt de l’électrode supérieure.
De plus, nous avons mis au point un procédé d’élaboration des capacités MIM qui permet
d’obtenir des valeurs de constante diélectrique élevées (supérieures à 200). Les différences de
constante diélectrique observées selon le procédé d’élaboration semblent pouvoir s’expliquer
par une différence de taille de grain et de contraintes : la constante diélectrique du STO
augmente avec la taille de grain et les contraintes dans le film.
Ainsi la meilleure structure est une structure Pt/diélectrique/Pt pour laquelle le diélectrique
présente une épaisseur faible et est cristallisé après dépôt du métal d’électrode et avant la
gravure de l’électrode supérieure par usinage ionique.
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