12 èmes Journées de Caractérisation Microondes et Matériaux Chambéry – 28-30 mars 2012 CARACTERISATION A BASSE ET HAUTE FREQUENCE DE FILMS MINCES DIELECTRIQUES LTON H. Nguyen 1-2 , R. Benzerga 1 , C. Delaveaud 2 , A. Sharaiha 1 , Y. Lu 1 , C. Le Paven 1 , L. Le Gendre 1 , X. Castel 1 1 IETR, UMR CNRS 6164, Université de Rennes 1, IUT de Saint-Brieuc, 18 rue Henri Wallon, 22004 Saint-Brieuc, France 2 CEA-LETI, Minatec, 17 avenue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France viet-hung.nguyen@univ-rennes1.fr 1. INTRODUCTION La généralisation des dispositifs de communication sans fil contribue à intensifier fortement les développements de systèmes communicants capables de supporter différents standards de communication multi-fréquences. Les dispositifs accordables peuvent apporter des solutions aux problèmes rencontrés dans la conception de ces terminaux (dimension, coût, consommation, …). Une des solutions actuellement utilisées ou en cours d’étude est l’utilisation des matériaux agiles (ferromagnétiques, ferroélectriques,...). Dans ce travail, on propose d’étudier les potentialités d’un matériau oxynitrure LaTiO x N y de structure perovskite et déposé en couches minces. Pour cela, des caractérisations diélectriques à basses et hautes fréquences, ainsi que des tests d’agilité, ont été effectués grâce à une capacité en structure MIM (Métal- Isolant-Métal). 2. FILMS MINCES LaTiO x N y Le but de cette étude est de tester les potentialités du nouveau matériau LaTiO x N y . Le dépôt des couches minces a été effectué par pulvérisation cathodique réactive radiofréquence magnétron à partir d’une cible oxyde de composition La 2 Ti 2 O 7 . Le type de gaz réactif (O 2 ou N 2 ) utilisé lors du dépôt, ainsi que son pourcentage dans le plasma (0%, 5%, 25% ou 50%) ont été modifiés afin d’obtenir des films de compositions différentes (de La 2 Ti 2 O 7 à LaTiO 2 N). Les films ont été déposés sur deux types de substrat, Pt(111)/Si et Pt(001)/MgO, dans le but d’obtenir des films présentant des cristallisations différentes (de polycristallin à texturé) [1,2]. Les conditions d’élaboration et les principales caractéristiques des films sont résumées dans le Tableau 1. Film Substrat TS (°C) Ep (nm) % N2 Gaz % O2 Gaz % N film Composition Cristallisation LTO-1200nm Pt(111)/Si 800 1200 0 25 0 La2Ti2O7 Texturé (0k0) LTO-800nm Pt(111)/Si 800 800 0 25 0 La2Ti2O7 Texturé (0k0) LTO-500nm Pt(111)/Si 800 500 0 25 0 La2Ti2O7 Texturé (0k0) LTON-22%N Pt(111)/Si 800 240 50 0 22 LaTiO2N Polycristallin LTON-17%N Pt(111)/Si 800 420 5 0 17 LaTiO2N Peu cristallisé LTON-2,5%N Pt(001)/ MgO 800 330 5 0 2,5 La2Ti2O7+ LaTiO2N Cristallisé Tableau 1: Conditions de dépôt et caractéristiques des films minces LaTiOxNy. 3. CAPACITES A BASE DE FILMS MINCES LaTiO x N y Une capacité de structure MIM (Métal-Isolant-Métal) a été utilisée pour la caractérisation diélectrique à hautes fréquences (0,1 - 20 GHz) des films mince LaTiO x N y (Figure 1). Cette structure MIM est constituée de deux disques métalliques (de rayons R et r) déposés sur la couche mince LaTiO x N y , elle- même déposée sur différents substrats platinés. a) b) c) Figure 1: Coupe transversale a) image par microscopie électronique à balayage b) et vue de dessus c) de la structure MIM