Développement et caractérisation de stratifiés sub-nanométriques à haute valeur k d'oxydes binaires pour des applications à haute densité
Auteur / Autrice : | Mudit Upadhyay |
Direction : | Ulrike Anne Lüders |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Electronique, microelectronique, optique et lasers, optoelectronique microondes |
Date : | Soutenance le 19/03/2021 |
Etablissement(s) : | Normandie |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....) |
Laboratoire : Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (Caen ; 1996-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Maryline Guilloux-Viry |
Examinateurs / Examinatrices : Ulrike Anne Lüders, Alain Sylvestre, Emmanuel Defaÿ, Florent Lallemand, Wilfrid Prellier, Jérôme Wolfman | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Sylvestre, Emmanuel Defaÿ |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Cette thèse est un effort pour développer de nouveaux matériaux à constante diélectrique élevée pour des capacités à haute densité et présente une étude détaillée des propriétés diélectriques des stratifiés sub-nanométriques amorphes (Al2O3 / ZnO, Y2O3 / ZnO et Al2O3 / Y2O3) déposés par ablation laser pulsé (PLD). Afin de déterminer les conditions optimales pour le dépôt des stratifiés sub-nanométriques, des films de Al2O3, Y2O3 et ZnO ont été étudiés ainsi que l'effet des paramètres de dépôt sur les propriétés du film. Pour les structures stratifiées, l'effet des interfaces internes du stratifié sur les propriétés diélectriques a été étudié et présenté en détail. Une constante diélectrique élevée est obtenue dans les stratifiés Al2O3 / ZnO par effet Maxwell-Wagner, en raison de l'accumulation de charges aux interfaces internes du stratifié. Une analyse de circuits équivalents a été réalisée pour déterminer les principales caractéristiques électriques des couches individuelles sub-nanométriques et de leurs interfaces. Les énergies d'activation des porteurs de charge dans les stratifiés ont été déduites de la spectroscopie d'impédance à haute température. L'effet de la pression de dépôt et de l'épaisseur de couche individuelle des matériaux constitutifs sur les propriétés diélectriques des stratifiés est étudié. De plus, l'importance d'une épaisseur individuelle optimale pour chaque matériau est soulignée. Pour une optimisation supplémentaire de l'effet Maxwell-Wagner avec de faibles pertes diélectriques associées, l'épaisseur de la couche individuelle a été augmentée à l'échelle nanométrique et l'empilement diélectrique total a été adapté.