Fabrication et caractérisation physico-chimique et électrique d'empilements TiN/Ta2O5/Tin : application aux capacités MIM pour les circuits intégrés analogiques et radiofréquence

Depuis 40 ans, les progres de l'industrie microelectronique visent une reduction drastique et continue des dimensions des composants qui concerne egalement les composants passifs tels que les capacites Metal-Isolant-Metal (MIM). Cela se traduit par une augmentation de la densite de capacite impliquant que l'epaisseur du dielectrique soit reduite. Cependant une diminution de l'epaisseur des films isolants " conventionnels" conduit a une deterioration des performances electriques de la capacite MIM. Face a cette problematique, notre etude s'est tournee vers des materiaux de permittivite dielectrique plus elevee. Le dielectrique Ta2O5 a ete choisi car il presente une constante dielectrique elevee (є= 25) et permet d'obtenir une bonne linearite en tension de la capacite tout en conservant des courants de fuite relativement faibles. Ce travail porte sur l'etude des empilements TiNfTa2O5/TiN et des caracteristiques electriques de la capacite MIM associee. Nous avons etudie et compare differentes methodes de depot (MOCVD, ALD et PEALD) pour la realisation des structures TiNfTa2O5/TiN. L'utilisation d'un large eventail de techniques de caracterisation nous a conduit a une meilleure comprehension de la composition chimique et de la densite des films de Ta2O5, des proprietes de l'interface TiNfTa2O5 ainsi que des contaminants presents dans l'empilement MIM. Pour ces differents points, nous avons analyse l'impact de differents post-traitements ainsi que celui de la technique de depot utilisee. Ces etudes nous ainsi permis de correler les proprietes des materiaux de l'empilement TiNfTa2O5/TiN aux caracteristiques electriques de la capacite MIM.