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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Conclusion générale
Conclusion générale
Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l’étude de capacités Métal/Isolant/Métal à
base de couches minces de SrTiO3, BaTiO3, et multicouches SrTiO3/BaTiO3, à savoir
l’élaboration et la caractérisation électrique et physico-chimique des structures.
Le premier chapitre, consacré à la description du contexte actuel des capacités MIM dans le
monde de la microélectronique, a permis de mettre en évidence les enjeux technologiques
suivants : diminution en taille et intégration croissante des composants. L’évolution des
diélectriques est donc nécessaire et passe par l’étude de nouveaux matériaux (forte
permittivité) et de nouvelles structures (multicouches). Le développement de nouvelles
approches telles que l’approche Above IC (intégration des niveaux passifs au-dessus des
niveaux actifs sur la même puce) permet également d’intégrer toujours plus de composants
avec toutefois certaines contraintes et principalement une température maximale d’élaboration
de 400°C afin de ne pas dégrader les niveaux inférieurs.
Les matériaux pérovskites à forte constante diélectrique, SrTiO3 et BaTiO3, se trouvant au
cœur de cette étude ont été présentés dans le deuxième chapitre. La technique de dépôt
utilisée pour déposer ces matériaux, la pulvérisation par faisceaux d’ions ainsi que
l’élaboration des empilements MIM ont également été abordées.
Le troisième chapitre concerne l’optimisation des dépôts de STO et BTO à l’aide de plans
d’expériences afin d’obtenir la constante diélectrique la plus élevée et ce pour des
températures d’élaboration les plus faibles possibles en vue de l’intégration des structures
MIM sur les circuits intégrés. Des valeurs de constante diélectrique de l’ordre de 100 pour le
STO et 80 pour le BTO ont été obtenues en conservant des températures de recuit inférieures
à 400°C, facteur prépondérant dans le cadre d’une approche Above IC. Cette étude a permis
de montrer que, parmi tous les paramètres de dépôt (tension et courant du canon à ions
principal, tension et courant du canon à ions d’assistance, taux d’oxygène dans le bâti et
température de dépôt), la température de dépôt est le plus important.
242