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FP6

NUOTO — Résultat en bref

Project ID: 32644
Financé au titre de: FP6-NMP
Pays: Italie

Des condensateurs de très grande capacité

Les condensateurs sont des équipements électroniques qui emmagasinent une charge électrique. Dans ce domaine, les capacités d'un matériau dépendent de sa constante diélectrique (k). Des chercheurs européens ont mis au point les processus nécessaires pour fabriquer une nouvelle génération de condensateurs de grande capacité, destinés à l'électronique sans fil de demain et basés sur un matériau totalement nouveau doté d'une constante k très élevée.
Des condensateurs de très grande capacité
La plupart des matériaux couramment utilisés par le secteur des semi-conducteurs ont une constante k de 10 à 20, à température normale. La découverte récente d'un matériau céramique avec une constante k de 105, à très haute fréquence et sur une large plage de températures, a conduit des chercheurs européens à lancer le projet NUOTO («New materials with ultra high k dielectric constant for tomorrow wireless electronics»).

Les chercheurs ont caractérisé le nouveau matériau, un titanate de calcium cuivre (CCTO), sous sa forme purifiée, puis ils l'ont dopé afin d'utiliser les méthodes classiques de dépôt physique pour en faire des couches minces. De fait, en utilisant la pulvérisation et le dépôt par laser, ils ont constaté d'excellentes propriétés diélectriques sur des électrodes, ce qui est intéressant d'un point de vue industriel. Ils ont fait appel à des méthodes récemment mises au point pour étudier les propriétés diélectriques, afin de caractériser à l'échelle nanométrique des cristaux isolés, les céramiques et les couches minces déposées.

Les chercheurs ont travaillé à mettre au point une méthodologie pour le dépôt chimique en phase vapeur avec précurseurs métallo-organiques (MOCVD). Cette technique permettrait d'utiliser les matériaux dans des structures en 3 dimensions, qui représentent la prochaine évolution des condensateurs utilisés par le secteur du silicium, par rapport aux composants plats actuels (en 2 dimensions). Dans ce but, les chercheurs ont conçu de nouveaux équipements d'épitaxie par faisceau chimique (CBE) assistée par laser, capables de modifier la composition du CCTO en temps réel lors du dépôt.

À partir des caractérisations et des améliorations apportées aux équipements et aux méthodologies, les chercheurs ont fabriqué un grand nombre de condensateurs, avec diverses qualités de matériaux et via diverses méthodes, chez plusieurs partenaires. Ils ont ainsi effectué la démonstration d'un processus de fabrication de condensateurs en CCTO, compatible avec les technologies industrielles classiques pour le silicium.Le projet NUOTO a donc fait progresser le domaine des matériaux céramiques utilisés dans le secteur des semi-conducteurs, et ouvert la voie à la production de structures en 3 dimensions basées sur ces matériaux et susceptibles d'être utilisées dans l'électronique sans fil de demain. La commercialisation des résultats devrait dynamiser l'industrie électronique européenne et améliorer sa compétitivité sur cet important marché mondial.

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