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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 3 : Etude de capacités MIM à base de STO et BTO
expérience conduit à une valeur de la grandeur recherchée. On résout finalement un système
de 2 n équations à 2 n inconnues.
On comprend alors que pour un nombre élevé de facteurs (> 3 ou 4), le nombre
d’expérimentations nécessaire devient rapidement élevé (2 4 = 16 essais).
Chacun de nos plans d’expériences faisant intervenir au moins quatre paramètres (cas du
STO), nous avons donc mis en place des plans factoriels fractionnaires 2 n-p . Il repose sur une
matrice orthogonale d’Hadamard (annexe 1) qui suppose un modèle linéaire sans interaction.
La propriété d’orthogonalité des matrices d’Hadamard se traduit par le fait que chaque niveau
d’un facteur est confronté à un nombre égal de fois avec chacun des deux niveaux des autres
facteurs.
Dans le cas du BTO, nous avons six paramètres fixés auxquels s’ajoute un paramètre libre :
l’épaisseur du dépôt. En effet, nous avions décidé, dans un premier temps, de viser une
épaisseur de 100 nm en modifiant la durée de dépôt mais cette dernière varie selon les
conditions de tension et courant des canons à ions. Nous avons donc défini l’épaisseur comme
un paramètre non contrôlé et la durée de dépôt a été fixée à 1h.
Ainsi, nous avons sept paramètres, ce qui impose un plan comportant au moins huit
expériences.
Nous avons ajouté trois expériences réalisées au centre du domaine d’étude afin de vérifier la
reproductibilité des résultats obtenus. De plus, ces expériences présentent l’intérêt de pouvoir
déceler avec fiabilité les éventuelles non-linéarités de réponse.
Le plan d’expériences réalisé pour l’optimisation du dépôt de BTO est donné dans le Tableau
3-2, où les valeurs maximales et minimales des paramètres du domaine d’étude sont
représentées par les variables réduites 1 et –1 respectivement, 0 représentant le centre du
domaine d’étude.
Dans le cas du STO, nous n’avons que quatre paramètres fixés, le canon d’assistance n’étant
pas utilisé. L’épaisseur n’est pas un paramètre libre, elle est ici fixée à 50 nm environ. En
effet, des expériences préliminaires nous ont permis de déterminer la vitesse de dépôt pour les
différentes valeurs de tension et courant du canon principal (en supposant que le débit d’O2 et
la température n’ont pas d’influence sur la vitesse de dépôt).
Nous avons donc utilisé un plan à huit expériences, car la matrice d’Hadamard H8 est la plus
petite disponible qui puisse convenir. Nous avons ajouté cinq expériences de reproductibilité
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