• Langue : Français
• Discipline : Sciences physiques
• Identifiant : Inconnu
• Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
• Date de soutenance : 01/01/2007

Résumé en langue originale

Une synthèse de travaux de simulation de la fabrication des composants microélectroniques silicium, en particulier la formation des jonctions ultra-minces, est ici proposée. Dans une première partie, une approche continue est utilisée pour décrire les défauts étendus qui se forment après recuit d'implantation de dopants. Deux modèles, le premier adapté aux boucles de dislocation et le second décrivant une croissance atome par atome des différentes géométries de défauts, sont présentés. Ces modèles sont d'abord intégrés dans des codes académiques et leur validité est estimée en confrontant les tailles et densités des défauts à des données expérimentales. Puis l'effet sur la diffusion du bore, et donc la profondeur des jonctions p+/n, est validé en comparant les profils de dopant calculés et mesurés. Un travail numérique est également effectué pour permettre l'intégration du modèle dans un code commercial et l'utilisation par la communauté, notamment par les industriels. Une deuxième partie présente des calculs réalisés à l'échelle atomique par la méthode de la dynamique moléculaire empirique, en complément des modèles macroscopiques des procédés technologiques. Dans un premier temps, la méthode est utilisée pour simuler la diffusion du bore dans le silicium et tester si le mécanisme obtenu est cohérent avec les schémas déduits de l'expérience. L'accord obtenu est non seulement qualitatif, mais également quantitatif puisque une longueur de migration en parfait accord avec les mesures est obtenue par le calcul. Dans un second temps, la dynamique moléculaire est utilisée pour étudier la recristallisation d'une couche de silicium amorphe formée sur du silicium cristallin pour limiter la pénétration du bore et réaliser des jonctions peu profondes. Différents potentiels interatomiques sont testés, et une étude systématique de la vitesse de recristallisation de la partie désordonnée permet de classer les potentiels suivant leur aptitude à décrire une épitaxie en phase solide ou en phase liquide. Enfin, les perspectives de ces travaux sont présentées. Elles consisteront à poursuivre les calculs de dynamique moléculaire de la recristallisation pour étudier l'impact des dopants, ou des effets d'environnement et de contraintes. A plus long terme, des applications à d'autres matériaux, comme le carbure de silicium et sa graphénisation, seront envisagés.