Abstract FR:

La miniaturisation des dispositifs Métal-oxyde-Semiconducteur (MOS) nécessitera pour l'industrie microélectronique de disposer à brève échéance d'un isolant de grille remplaçant SiO2 dont la trop faible épaisseur ne permettra plus d'assurer des performances suffisantes. La solution envisagée consiste à utiliser une couche plus épaisse d'un matériau de constante diélectrique supérieure (high-K). Afin de s'affranchir des défauts inhérents au dépôt d'oxydes amorphes et de bénéficier des caractéristiques idéales d'un matériau cristallin, l'objectif est de réaliser l'épitaxie de la pérovskite LaAIO3, oxyde le plus prometteur au niveau structural et électronique. Ceci n'ayant jamais été accompli sur Si, il s'est avéré nécessaire d'effectuer un travail d'ingénierie d'interface en étroite collaboration avec une équipe spécialisée en épitaxie par jets moléculaires. En utilisant la Théorie de la Fonctionnelle de Densité, notre but est de déterminer la meilleure interface au niveau de la croissance et des propriétés électroniques. Nous avons ainsi construit et étudié plusieurs interfaces directes et couches d'accroche isolantes. D'une part, nos résultats montrent que certaines d'entre elles présentent d'excellentes perspectives de croissance pour l'oxyde. Notre interface la plus favorable, Al0. 5O1. 25, est élaborée en oxydant un motif de paires d'Al sur la surface Si(001). D'autre part, les discontinuités de bandes que nous avons calculées entre Si et LaAIO3 sont à la fois proches des valeurs expérimentales (avec LaAIO3 amorphe), bien que dépendant de la structure atomique de l'interface, et satisfaisantes pour une utilisation dans les futurs dispositifs MOS.