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Intégration d'un film mince de Pb(Zr,Ti)O₃ dans une structure capacitive pour applications RF
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Jégou, Carole |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | Les materiaux ferroelectriques suscitent beaucoup d'interet du fait de leurs proprietes physiques telles que la piezoelectricite, la ferroelectricite ou encore leur permittivite elevee. Ainsi, on cherche a les integrer dans les micro- et nano-systemes dans lesquels on les retrouve generalement sous forme de couche mince dans une configuration de type capacite plane. En particulier, l'oxyde de plomb, titane et zirconium (PZT) est un materiau tres attractif pour les applications RF capacitives du fait de sa grande permittivite. Son integration sur des electrodes metalliques, i.e. les lignes coplanaires constituant le guide d'onde, implique de maitriser sa croissance en film mince. L'application d'une tension dans un dispositif RF actif impose egalement de controler les proprietes electriques : nature des courants de fuite et comportement ferroelectrique du PZT. Dans ce contexte, les couches minces de PZT sont deposees par ablation laser (PLD) sur un empilement La₀.₆₇Sr₀.₃₃MnO₃ (LSMO) / Pt (111) depose sur un substrat monocristallin de saphir. La couche d'accroche conductrice LSMO est necessaire afin d'eviter la formation d'une phase pyrochlore paraelectrique. Le controle de l'orientation cristalline de la couche de LSMO permet de controler la texturation de la couche de PZT. Les courants de fuite au travers de l'empilement Pt/PZT/LSMO/Pt ont ensuite ete etudies dans l'intervalle de temperature 220-330K de facon a determiner les mecanismes de conduction. Une transition a ete mise en evidence entre, autour de la temperature ambiante, un mecanisme controle par la diffusion des charges en volume et, a basse temperature, un mecanisme controle par l'injection des charges aux interfaces electrode/PZT. Un mecanisme par sauts a ete identifie au-dessus de 280K en coherence avec la presence de defauts etendus et la structure colonnaire du PZT. Afin de controler ces courants de fuite, differentes strategies ont ete utilisees. La premiere consiste a inserer une couche d'oxyde isolante a l'interface superieure Pt/PZT modifiant ainsi l'injection des charges et permettant de reduire les courants de fuite. La seconde strategie consiste, quant a elle, a modifier la structure de la couche de PZT en volume en elaborant des composites dielectrique/PZT multicouches ou colonnaires. Ainsi, une couche d'oxyde isolante a ete inseree au milieu de la couche de PZT et a permis de reduire les courants de fuite. Le controle de la nucleation du PZT a egalement permis par nanofabrication d'elaborer un composite colonnaire perovskite PZT/pyrochlore. La densite de piliers de pyrochlore dans la phase ferroelectrique permet de moduler la densite de courant dans la structure. Le PZT et les heterostructures permettant de reduire les courants de fuite ont ensuite ete integres dans une structure RF capacitive avec des lignes coplanaires d'or. Les performances RF en termes d'isolation et de pertes par insertion ainsi que la compatibilite de ces differents materiaux ont ete etudiees et ont montre que les solutions developpees dans le cadre du controle des courants de fuite sont prometteuses pour etre integrees dans les dispositifs RF capacitifs. En outre, on a cherche a extraire la permittivite a haute frequence du PZT lorsque celui-ci est insere dans une structure capacitive. Cette etude a notamment permis de mettre en evidence les points techniques a modifier concernant la structure du dispositif afin de parvenir a exploiter les proprietes physiques du PZT a haute frequence. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://www.theses.fr/2014PA112322.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
