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
La plupart des études ont été réalisées sur Pt. Celui-ci présente en effet de nombreux
avantages : il est chimiquement inerte et possède un paramètre de maille (a = 3,923 Å) proche
de ceux du STO et du BTO.
Quelques études ont été réalisées sur Pd. Comme le Pt, c’est un métal noble et son paramètre
de maille (a = 3,891 Å) est également proche de ceux de BTO et STO.
Pennebaker [44] a également essayé d’autres électrodes que le Pt : Au, Cu, Ag, Ti, Ta, Mo et
W. A l’exception du Pt et de l’Au, tous les autres ont été suffisamment oxydés pour masquer
les propriétés du STO. En ce qui concerne le Pt, des rugosités sont apparues.
Pour remplacer le Pt, coûteux et présentant des problèmes d’adhérence sur substrat SiO2/Si,
d’autres matériaux d’électrodes ont été testés avec différentes pérovskites (Pb(Zr,Ti)O3,
(Ba,Sr)TiO3), en particulier les métaux de transition Ru et Ir, et leurs oxydes, RuO2 et IrO2
[63-65]. Ceux-ci présentent l’avantage d’être stable à haute température (pas d’oxydation). Ils
constituent également une barrière de diffusion entre le substrat SiO2/Si et le diélectrique.
Mais RuO2 et IrO2 sont surtout intéressants car ils permettent de compenser les lacunes
d’oxygène observées dans les structures Pt/pérovskite qui génèrent des phénomènes de
fatigue et de dégradation dans le temps.
3. Les différentes techniques d’élaboration
3.1. Introduction
Les propriétés électriques de tout diélectrique sont fonction de sa composition chimique et de
la morphologie du cristal qui sont elles-mêmes influencées par la technique d’élaboration
utilisée. Pour réaliser des films minces diélectriques il existe de nombreuses techniques
chimiques (spin-coating, CVD, MOCVD, sol-gel) et physiques (pulvérisation, PLD, ALD,
MBE, IBS). Toutefois chacune d’entre elles présente ses avantages et ses inconvénients. Ceci
est d’autant plus vrai que dans le cas de STO et BTO, le matériau déposé doit être cristallisé
pour présenter les qualités requises en terme de capacité. Certains procédés d’élaboration
nécessitent donc des recuits de cristallisation après le dépôt. D’autres caractéristiques sont
également à prendre en compte, telles que la vitesse d’élaboration, la reproductibilité des
dépôts, l’homogénéité en composition et l’uniformité en épaisseur.
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