"Etude de la croissance du titanate de baryum et de strontium en couches minces et de ses propri?t?s ?lectriques sur une large gamme de fr?quence".

par Jean Midy

Thèse de doctorat en ?lectronique - Micro et nano technologie

Sous la direction de Denis Remiens.

Soutenue le 30-05-2012

à Valenciennes , dans le cadre de ?cole doctorale Sciences pour l'Ing?nieur (Lille) , en partenariat avec Institut d'?lectronique, de micro?lectronique et de nanotechnologie (laboratoire) , Communaut? d'universit?s et d'?tablissements Lille Nord de France (P?le de recherche et d'enseignement sup?rieur (PRES)) et de Institut d'?lectronique- de micro?lectronique et de nanotechnologie / IEMN (laboratoire) .

Le président du jury était Mario Maglione.

Le jury était composé de Denis Remiens, Hartmut Wolfgang Gundel, Val?rie Madrangeas, Jamal Assaad, Guillaume Guegan, Tuami Lasri.

Les rapporteurs étaient Hartmut Wolfgang Gundel, Val?rie Madrangeas.


  • Résumé

    Le titanate de baryum et de strontium (BaSrTiO3) est un mat?riau di?lectrique de synth?se ? forte permittivit? poss?dant la propri?t? d'?tre accordable lorsqu'il est soumis ? un champ ?lectrique. Ceci est li? ? sa structure cristalline ? maille perovskite. Son int?gration dans des dispositifs capacitifs est donc prometteuse pour l'industrie de la micro?lectronique. Il est d?pos? en couches minces par pulv?risation cathodique ? partir de cibles press?es ? froid au sein du laboratoire. L'?tude de la croissance du mat?riau, dop? ou non, et de ses propri?t?s ?lectriques ? 100 khz ont permis d'envisager une mont?e en fr?quence. Les ?volutions de la permittivit? di?lectrique complexe et de l'accordabilit? du mat?riau ont ainsi pu ?tre ?tudi?es sur un dispositif sp?cifique dans une gamme de fr?quences allant de 1 ? 60 ghz. L'utilisation d'un logiciel de simulation num?rique par ?l?ments finis (ELFI) dans le cadre de l'?tude ? haute fr?quence permet de remonter aux caract?ristiques propres du mat?riau, et ainsi d'interpr?ter plus finement les r?sultats issus de l'?tude en basse fr?quence. L'ensemble des connaissances acquises permet finalement de d?velopper des dispositifs ? capacit? variable qui sont actuellement en cours d'?laboration au sein du laboratoire.


  • Résumé

    The barium and strontium titanate (BST) is a human made dielectric material with a high dielectric constant which is tunable once submitted to an electric field. This is due to its crystalline structure based on a perovkite mesh. Its integration into capacitive devices is thus fully promising for microelectronic industry. The material is deposited by RF magnetron sputtering from cold pressed targets made in the laboratory. Studying the growth of the material, doped or not, and its electrical properties at 100 kHz has allowed increasing frequency. The variations of the complex permittivity and tunability have thus been studied on a range of frequencies from 1 to 60 GHz. Using the numerical simulation software Elfi enables one to get a good estimation of the intrinsic properties of BST and a sharper explanation of the results obtained at low frequencies. This knowledge finally allows engineering in varactor devices, which is now in progress.


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