Thèse soutenue

Depot de films minces ferroelectriques de pb(zr,ti)o 3 (pzt) par pulverisation cathodique rf magnetron en mode reactif. Etude correlee du plasma et des proprietes physiques des films deposes

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Auteur / Autrice : FRANCISCO AYGUAVIVES
Direction : Bernard Agius
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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L'objet de cette etude est une meilleure comprehension (i) des mecanismes de depot, a basse temperature, de films de pzt par pulverisation reactive d'une cible metallique et (ii) des conditions de recuit rapide sur des electrodes de pt et de ruo 2. Une premiere partie concerne la caracterisation in situ des plasmas ar et ar/o 2 par spectroscopie optique d'emission. Cet outil de diagnostic nous a permis d'etudier le comportement qualitatif des especes presentes au sein de la decharge en fonction des parametres de depot tels que la pression, la densite de puissance rf et les debits d'ar et d'o 2. Nous en deduisons une correlation etroite entre l'intensite des raies caracteristiques des especes metalliques et de l'oxygene et la composition physico-chimique des films determinee par analyse nucleaire (nra, rbs) avec une precision a 2%. En outre, cette etude nous a permis de determiner des conditions particulieres de decharge (regime quasi-metallique) pour lesquelles la composition du film depose est proche de la stchiometrie requise. Une deuxieme partie est consacree a l'analyse des proprietes physico-chimiques, structurales et electriques des films de pzt. Suite a cette etude nous montrons qu'il est possible, grace a un recuit rapide post-depot a 550\c pendant 1 seconde sous o 2, d'optimiser les proprietes ferroelectriques de films de pzt de 90 nm d'epaisseur deposes sur ruo 2. La structure capacitive ruo 2/pzt/ruo 2 presente alors une densite de courant de fuite tres faible, de l'ordre de 10 8 a. Cm 2 sous 1 v. Enfin, l'utilisation de la technique de tracage isotopique a l'oxygene 18 a permis d'etudier l'effet de la temperature de recuit sur le profil de concentration en oxygene dans le film. Nous en deduisons que la composition du film en oxygene apres le recuit influence fortement les proprietes electriques du film.