Les films minces ferroélectriques de Pb(Zr,Ti)03 (PZT) 

Les films minces ferroélectriques de Pb(Zr,Ti)03 (PZT) 

ferroélectriques du PZT sont intimement reliées à sa structure cristalline et à sa composition fondamentaux de la ferroélectricité. Nous montrons notamment que les propriétés en couches minces pour les applications mémoires, nous présentons les principes rappel sur l’histoire des matériaux ferroélectriques et sur leur utilisation est nécessaire de maîtriser les mécanismes de croissance et de cristallisation de ces films, films minces de PZT. Nous verrons que pour répondre aux nombreuses exigences requises, il A travers un état de l’art, nous abordons ensuite les problèmes liés à la réalisation de physico-chimique. Seignette sous l’effet d’un champ appliqué; en électrooptique on parle d’effet Pockels. Pendant champ électrique). En 1894, Pockels montre une variation de l’indice de réfraction du sel de du sel de Seignette puis l’effet piézoélectrique inverse (déformation du cristal sous l’effet d’un caractère piézoélectrique direct (apparition de charges sous l’effet d’une contrainte mécanique) changement de température. En 1880, c’est Pierre et Jacques Curie qui mettent en évidence le pyroélectriques de ce matériau qui résultent de l’apparition de charges consécutif à un ses vertus curatives multiples. En 1818 Sir David Webster découvre les propriétés attribuées à ce matériau prescrit en l’an 1655 par Ele Seignette, apothicaire à la Rochelle, pour spontanée en l’absence de champ électrique. Cette découverte augmenta les propriétés déjà )).

Il mit en évidence la présence d’une polarisation Depuis il a été montré qu’un matériau ferroélectrique regroupe toutes les propriétés découvertes sur le sel de Seignette. Une avancée significative fût la synthèse de la première série de cristaux ferroélectriques en 1935-38. Ces cristaux sont des arsénates et des phosphates KH2P04 (KPD) ou des sels d’ammonium ADP. Ces matériaux furent employés en acoustique sous-marine pendant la seconde guerre mondiale. Puis ce fut la découverte en 1945 du titanate de baryum puis de la ferroélectricité de ce matériau. Ce fut rapidement le matériau le plus étudié sous forme de céramique et de cristal. A la fin des années 40, d’autres matériaux qui se révèleront importants, furent découverts KNb0L’étude de la ferroélectricité, dont le terme n’est utilisé que depuis le début des années 40 par analogie avec les ferromagnétiques, se fit au niveau microscopique et macroscopique avec respectivement les modèles de Slater et Cochran [Slater]. L’enthousiasme sur les dispositifs à mémoires s’amenuise donc après quelques années d’études. Cependant les propriétés diélectriques et piezo-électriques des ferroélectriques reçoivent une continuelle attention, et plus particulièrement les propriétés pym-électriques dans le domaine de la détection et de l’imagerie infra-rouge.

Au début des années 70, les mémoires deviennent moins chères, sont plus compactes et rapides avec l’apparition des SRAM (Static Random Access Memories) et des DRAM (Dynamic Random Access Memories). Elles sont non volatiles, programmables et effaçables avec les EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memories). Par ailleurs le développement des techniques de dépôt des films minces accélère les processus de recherche. Cette période est marquée par la publication des articles de I. H. Pratt et al. [Pratt] sur . Les plus importantes applications alors envisagées pour les films ferroélectriques concernent l’exploitation de dispositifs utilisant les propriétés diélectriques des films et principalement la grande valeur de la constante diélectrique Er de BaTi0); la masse des travaux permet de clarifier le rôle de la température du substrat dans la synthèse des ferroélectriques. Les dispositifs deviennent plus sophistiqués et plus focalisés: la fabrication des hauts-parleurs piezo-électriques est possible en raison de l’utilisation de matériaux de meilleure qualité et les obturateurs électro-optiques sont le résultat du développement des matériaux ferroélectriques transparents (PLZT). Dans le milieu des années 80, les sociétés Ramtron et Krysalis relancent les recherches sur les mémoires ferroélectriques. Ils prouvent la fiabilité d’une telle technologie en associant un transistor à un condensateur ferroélectrique pour la réalisation d’une F La décennie 1980-1990 voit une accentuation de la qualité et de la diversité des techniques de dépôt des films minces, favorisant le développement de dispositifs de plus en plus complexes. Actuellement, tel que le montre la figure 1-2, il existe 14 sortes de mémoires digitales utilisées dans l’industrie de la micro-électronique. Cela va du dispositif de stockage lent mais peu coûteux telles que les mémoires à bandes magnétiques utilisées pour l’archivage des données, aux plus rapides mais plus chers que sont le SRAM et les DRAM. Le tableau 1-1 est une estimation du marché des mémoires dans les prochaines années si les dispositifs en films minces ferroélectriques devenaient commerciablement viables avec un rapport qualité/prix attractif.