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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 6 : Capacités MIM STO/BTO
Tableau 6-1 : Etudes sur les empilements STO/BTO en structure MIM.
Réf.
Technique de
dépôt
Température
du procédé
Empilement Epaisseur εmax
[4] Sol-gel 650°C Au/(BTO/STO)10/Pt/SiO2/Si 400 nm 400
[5] Sol-gel 700°C Au/STO/(BTO/STO)2/Pt/Ti/SiO2/Si 640 nm 527
[6] Sol-gel 750°C (BTO/STO)6/Pt/Ti/SiO2/Si ~ 400 nm 660
[7] AL-MOCVD 620°C Au/(BTO/STO)20/STO:Nb 90 nm 425
[9] MOCVD 600°C Pt/(BTO/STO)15/STO:Nb 285 nm 620
[10] RF PVD 500°C Pt/(BTO/STO)4/Pt/Ti/SiO2/Si 450 nm 370
[11] RF PVD 750°C Pt/(BTO/STO)40/LaNiO3/STO 160 nm 525
[2] PLD 650°C Pt/(BTO/STO)125/STO:Nb 200 nm 900
[16] PLD 650°C Au/(BTO/STO)~160/Pt/Si 800 nm 550
[17] PLD 600°C Pt/(BTO/STO)110/STO:Nb 100 nm 594
[18] PLD 650°C LSCO/(BTO/STO)~50/LSCO/MgO 100 nm 1282
De nombreux auteurs ont étudié l’influence de la périodicité des empilements (STO/BTO)n
sur leurs constantes diélectriques [2,4,7,10,11,15-17].
Lorsque la périodicité des couches diminue, c’est-à-dire lorsque l’épaisseur de chaque couche
de STO et BTO diminue, la constante diélectrique augmente (Figure 6-3) [17]. Ceci vient du
fait que la polarisation est affectée par les contraintes dues à la différence de paramètres de
maille entre les couches [7]. En effet, le paramètre de maille hors plan c du BTO augmente
lorsque l’on réduit la périodicité à cause des déformations imposées par le STO qui a un
paramètre de maille plus petit que le BTO dans le plan (Figure 6-4) [2]. La contrainte à
l’interface STO/BTO joue donc un rôle important dans l’amélioration de la constante
diélectrique. Plus l’épaisseur de BTO est fine, moins les contraintes se relâchent et plus le
paramètre de maille c du BTO augmente.
Figure 6-3 : Evolution de la constante diélectrique avec la périodicité d’un empilement BTO/STO [17].
215