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
1.4. Choix des réponses et techniques d’analyses
1.4.1. Réponses
La réponse principale à prendre en compte est bien sûr la constante diélectrique que nous
cherchons à augmenter le plus possible. Dans l’optique d’une intégration Above IC il est
également très important de ne pas dépasser la température de 400°C au cours de l’élaboration
des capacités sous peine de dégrader les couches sous-jacentes. Ainsi il est intéressant
d’étudier la température de recuit nécessaire à l’obtention d’une constante diélectrique élevée.
Toutefois, pour comprendre les différents phénomènes mis en jeu nous nous sommes
également intéressé à la cristallinité des films et à leur stœchiométrie afin de relier les
propriétés électriques et physico-chimiques.
Pour chaque expérience, les dépôts ont été réalisés sur deux types de substrat :
• Pt/TiO2/SiO2/Si pour la réalisation et la caractérisation électrique des capacités MIM
ainsi que pour la diffraction de rayons X,
• Si pour l’analyse RBS.
1.4.2. Caractérisation électrique
Les mesures diélectriques (capacité et pertes diélectriques) ont été effectuées avec un
analyseur d’impédance HP4194A à température ambiante. Le modèle utilisé est un modèle
capacité et résistance en parallèle. Les contacts avec les électrodes supérieure et inférieure ont
été pris avec deux pointes en tungstène. La fréquence du signal alternatif de mesure est fixée à
100 kHz et l’amplitude en tension du signal AC est de 100 mV. On effectue alors une mesure
de la capacité en fonction d’une tension statique appliquée à l’échantillon (C(V)).
1.4.3. Diffraction des rayons X
Un faisceau de rayons X monochromatiques correspondant à la raie Kα du cuivre
(λ=0.154056 nm) est focalisé sur l’échantillon à mesurer. Les rayons X interagissent avec les
nuages électroniques des atomes en diffusant. Si l’échantillon présente une structure
cristalline, il peut y avoir diffraction lorsque les ondes associées aux rayons X sont en phases,
ce qui arrive lorsque la condition de Bragg qui suit est vérifiée :
d hkl
sinθ
= nλ
2 Équation 3-2
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