L’oxyde de silicium SiO2 actuellement utilisé dans les structures MOS (Metal-Oxide-semiconductor)atteint ses limites physiques pour des épaisseurs de l’ordre de 2 nm. Pour de telles épaisseurs les courants de fuites dans les structures par courant tunnel deviennent trop importants pour permettre le bon fonctionnement du dispositif. Néanmoins ces épaisseurs d’oxyde sont une nécessité pour répondre à la miniaturisation des dispositifs électroniques et à l’augmentation des performances des systèmes (mémoires vives d’ordinateurs). Un grand nombre d’études est actuellement mené pour trouver et développer des matériaux à haute constante diélectrique (supérieure à eSiO2 =3,9) pouvant remplacer l’oxyde de silicium dans les structures MOS, l’oxyde d’yttrium Y2O3 (e=10-18) est un des candidats envisagés. Les films minces d’oxyde d’yttrium sont déposés par pulvérisation ionique sur des substrats de Si, STO et MgO. Ce travail met en évidence une microstructure particulière de l’oxyde d’yttrium liée à la technique de dépôt utilisée avec en particulier la présence de phases hors équilibres. Ces différentes phases sont caractérisées par diffraction des rayons X et microscopie électronique haute résolution. La mise en évidence d’une phase nouvelle de type fluorine est expliquée par les énergies des espèces mises en jeu au cours du dépôt et plus particulièrement par un bombardement intensif des couches en cours de croissance : « peening effect ». Cette phase conditionne de nombreuses propriétés physiques : les contraintes résiduelles, les réactions d’interfaces Y2O3/SiO2/Si et par conséquent les propriétés diélectriques (constante diélectrique et courant de fuite).
SPCSI