Optimisation des dépôts MOCVD de SrTiO3 : Etude thermodynamique du système SrO-TiO2

par Elias Rangel Salinas

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Claude Bernard et de Alexander Pisch.

Soutenue en 2005

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    LA MINIATURISATION DES COMPOSANTS CMOS (COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTOR) VA ENTRAINER LE REMPLACEMENT DE LA SILICE EN TANT QU'OXYDE DE GRILLE PAR UN DIELECTRIQUE A FORTE PERMITTIVITE DANS LES GENERATIONS DE DISPOSITIFS DE DIMENSION INFERIEURE A 70 NM. DANS CETTE PERSPECTIVE, SRTIO3 EST UN BON CANDIDAT ET L'OPTIMISATION THERMODYNAMIQUE DE SON ELABORATION PAR MOCVD A ETE ETUDIEE. LES PARAMETRES EXPERIMENTAUX : PRESSION DE LA CHAMBRE DU REACTEUR, TEMPERATURE DU SUBSTRAT, CONCENTRATION DES PRECURSEURS DE STRONTIUM ET TITANE, DILUTION EN ARGON ET EN OXYGENE, ONT ETE CALCULES POUR OBTENIR UN DEPOT DE SrTiO3 PUR. DEUX FAITS MAJEURS SE DEGAGENT : SrTiO3 N'EST JAMAIS A L'EQUILIBRE AVEC LE SILICIUM ET IL EST PRATIQUEMENT TOUJOURS CO-DEPOSE AVEC UNE AUTRE PHASE ET NOTAMMENT Sr4Ti3O10. L'OPTIMISATION THERMODYNAMIQUE A ETE REALISEE A PARTIR DES DONNEES THERMODYNAMIQUES DES BASES DE DONNEES ET DES GRANDES COMPILATIONS, COHERENTES ENTRE ELLES POUR CE QUI CONCERNE LES COMPOSES PRESENTS DANS LE SYSTEME SrO-TiO2, A SAVOIR : SrTiO3, Sr2TiO4, SR4Ti3O10. PAR LA SUITE, UNE ANALYSE DES DIAGRAMMES DE LA SECTION SRO-TIO2 PUBLIES DANS LA LITTERATURE A REVELE QUE CEUX-CI ETAIENT EN DESACCORD, ET SURTOUT QUE LE COMPOSE Sr4Ti3O10 NE FIGURAIT DANS AUCUN D'ENTRE EUX. POUR TIRER AU CLAIR CES PROBLEMES, DES MESURES PAR SPECTROMETRIE DE MASSE A HAUTE TEMPERATURE (SMHT) ONT ETE MENEES DANS DIFFERENTS DOMAINES DU DIAGRAMME SrO-TiO2. LES ACTIVITES DE SRO MESUREES DANS L'INTERVALLE DE TEMPERATURE 1610°C ET 1750°C CONFIRMENT L'EXISTENCE DES EQUILIBRES SrO-Sr3TiO5, Sr3TiO5-Sr2TiO4 ET Sr2TrO4 - SrTiO3 A HAUTE TEMPERATURE.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Optimization of MOCVD Deposition of SrTiO3Thermodynamic Study of SrO-TiO2 system


  • Résumé

    THE MINIATURIZATION OF COMPONENTS IN CMOS (COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTOR) BASED INTEGRATED CIRCUITS INVOLVE THE REPLACEMENT OF SILICA AS A GATE OXIDE BY A DIELECTRIC WITH A HIGHER DIELECTRIC PERMITTIVITY FOR GATE SIZES LOWER THAN 70NM. FROM THIS POINT OF VIEW, SRTIO3 IS A POTENTIAL CANDIDATE AND A THERMODYNAMIC OPTIMIZATION OF THIN FILM DEPOSITION BY MOCVD HAS BEEN INVESTIGATED. EXPERIMENTAL PARAMETERS ARE: THE PRESSURE OF THE REACTION CHAMBER IN THE CVD REACTOR, DEPOSITION TEMPERATURE AT THE SURFACE OF THE SUBSTRATE, STRONTIUM AND TITANIUM PRECURSOR CONCENTRATION, OXYGEN FLOW AND ARGON DILUTION. OPTIMIZED CONDITIONS HAVE BEEN CALCULATED TO OBTAIN A LAYER OF PURE SrTiO3. TWO MAJOR FACTS EMERGE: SrTiO3 IS NEVER IN EQUILIBRIUM WITH SILICON AND IT IS ALMOST ALWAYS DEPOSITED WITH SECONDARY PHASES, IN PARTICULAR Sr4Ti3O10. A THERMODYNAMIC OPTIMIZATION HAS BEEN CARRIED OUT STARTING FROM THE THERMODYNAMIC DATA WHICH CAN BE FOUND IN DATABASES AND COMPILATIONS. THE AVAILABLE DATA IS COHERENT CONCERNING THE COMPOSITIONS OF THE COMPOUNDS PRESENT IN THE QUASI-BINARY SrO-TiO2 SECTION: SrTiO3, Sr2TiO4, Sr4Ti3O10. SUBSEQUENTLY, AN ANALYSIS OF THE PUBLISHED SrO-TiO2 PHASE DIAGRAMS REVEALED THAT THE EXACT STOICHIOMETRIES OF THE STABLE COMPOUNDS WERE IN DISAGREEMENT AND ESPECIALLY, THAT Sr4Ti3O10 DID NOT APPEAR IN ANY OF THEM. TO RESOLVE THESE PROBLEMS, HIGH TEMPERATURE MASS SPECTROMETRY (SMHT) MEASUREMENTS HAVE BEEN CARRIED OUT IN VARIOUS PARTS OF THE SrO-TiO2 DIAGRAM. THE SRO ACTIVITIES HAVE BEEN MEASURED IN THE TEMPERATURE INTERVAL FROM 1610°C TO 1750°C. THE EXISTENCE OF AN EQUILIBRIUM BETWEEN SrO-Sr3TiO5 , Sr3TiO5-Sr2TiO4 AND Sr2TiO4 - SrTiO3 AT HIGH TEMPERATURE.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (v-174 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0136
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0136/D
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.