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Étude des propriétés électriques et de la microstructure de couches minces de silicate de titane déposées par ablation laser

Daniel Brassard
L. Ouellet
My Ali El Khakani
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Daniel Brassard

Résumé du colloque

Des couches minces de silicates de titane (SiTiOx) ont été déposées par l'ablation laser réactive d'une cible composée d'un mélange SiO2/TiO2. Nous avons étudié systématiquement l'effet de la température de déposition Td (de 20 à 600oC) et de l'interaction du plasma avec une pression partielle d'oxygène (0.02 mTorr < P(O2) < 100 mTorr) sur les propriétés microstructurales et électriques des couches minces. En outre, l'absorption infrarouge (FTIR) et la spectroscopie de photoélectrons (XPS) montrent que les oxydes de silicium et de titane de la cible se mélangent au niveau moléculaire lors de l'ablation pour former une structure du type silicate de titane. Pour P(O2) = 0.02 mTorr, l'analyse XPS indique que les films présentent un manque d'oxygène significatif par rapport à la cible et que ce phénomène s'accentue lors d'une augmentation de la température de déposition. En effet, le rapport [O]/([Si] + [Ti]) passe de 1.6 à 1.3 lorsque Td est augmenté de 20 à 600oC. Par ailleurs, ce manque d'oxygène se traduit par une diminution de la résistivité des films de 104 W×cm à 10-2 W×cm. Des films de silicate de titane stœchiométriques (SiTiO4) peuvent être obtenus suite à un recuit post-déposition sous oxygène ou en déposant à P(O2) ³ 50 mTorr. Les films ayant la stœchiométrie SiTiO4 présentent des propriétés de diélectriques avec une constante diélectrique relative de l'ordre de 20 à 35, des tensions de claquage aussi élevées que 4 MV/cm et des résistivités de l'ordre de 1011 W×cm.

Contexte

Section :
Science et ingénierie des plasmas
news icon Thème du colloque :
Science et ingénierie des plasmas
host icon Hôte : Université du Québec à Rimouski

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Titre du colloque :

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