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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 2 : Elaboration de films minces de STO et BTO
2.2. Applications
STO et BTO sont envisagés pour un grand nombre d’applications présentées ici de manière
non exhaustive.
2.2.1. Filtres accordables en fréquence
En changeant le champ électrique appliqué à un matériau ferroélectrique, sa constante
diélectrique peut fortement varier. Cette propriété peut être utilisée en couplant un matériau
ferroélectrique avec un matériau supraconducteur pour réaliser des dispositifs
supraconducteurs accordables.
STO et BTO présentent un faible désaccord de maille avec des oxydes supraconducteurs tels
YBa2Cu3O7-x ou LaNiO3 et sont donc des candidats intéressants pour la réalisation de
dispositifs hyperfréquences. Ainsi STO est employé comme substrat et BTO joue le rôle de
ferroélectrique dans les empilements ferroélectrique/supraconducteur [24-26].
2.2.2. Oxyde de grille des transistors MOS
STO et BTO sont étudiés en tant que remplaçants de l’oxyde de grille habituellement réalisé
en SiO2. Grâce à leur constante diélectrique bien plus élevée que celle du SiO2, ils permettent
de diminuer l’épaisseur équivalente d’oxyde de grille et donc de gagner encore en surface par
rapport au transistor MOS classique avec SiO2. La pérovskite est déposée directement sur
silicium [27-30].
L’un des challenges dans l’utilisation de ces matériaux en tant qu’oxyde de grille est la
maîtrise de l’interface Si/oxyde [31-33]. En effet, le Si a tendance à s’oxyder en réagissant
avec le diélectrique. Il se forme alors une couche interfaciale présentant une constante
diélectrique moins élevée que celle du matériau pérovskite. La maîtrise de la croissance du
diélectrique est donc primordiale.
2.2.3. Condensateurs planaires MIM
Une fois encore, grâce à leur constante diélectrique élevée, STO et BTO doivent permettre de
miniaturiser les composants (capacités intégrées, DRAM). Ils sont souvent déposés sur
substrat Pt/Ti/SiO2/Si pour ces applications car le Pt est inerte chimiquement et stable en
température. L’état de l’art des capacités MIM à base de STO et BTO sera traité plus en
détails par la suite (cf 2.3).
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