Modélisation multi échelles de la croissance des oxydes à fortes permittivités : simulation Monte-carlo cinétique

par Guillaume Mazaleyrat

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Mehdi Djafari-Rouhani et de Alain Estève.

Soutenue en 2006

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La miniaturisation des composants électroniques nécessite l'emploi d'un nouvel oxyde de grille en remplacement du traditionnel oxyde de silicium. Notre étude repose sur le développement d'un simulateur Monte-Carlo cinétique original au sein d'une approche multi-échelles, allant de la molécule au réacteur de dépôt. Celui-ci peut alors gérer jusqu'à plusieurs millions d'atomes, sur des durées de l'ordre de la seconde. Atteindre ces échelles d'espace et de temps permet une confrontation directe avec les résultats expérimentaux et les simulations de type macroscopique. La validation du logiciel a non seulement conforté la démarche adoptée mais aussi donné de précieuses informations concernant la réactivité du substrat, les mécanismes et la cinétique de croissance de plusieurs oxydes à fortes permittivités, en particulier l'oxyde d'hafnium.

  • Titre traduit

    Multi-scale modeling of high-k oxides : kinetic Monte Carlo simulation


  • Résumé

    The calculated reduction of the dimensions of the fundamental active device in integrated circuits - in other terms the “scaling” of MOS transitors - is facing a great challenge: the silicon oxide based gate will soon become so thin that undesirable leakage currents will heavily compromise the transistor operational characteristics. This work presents an original kinetic Monte-Carlo algorithm, developed within a multi-scale strategy, from molecule to reactor scale. This simulator can handle up to millions of atoms during seconds long simulated time. Reaching these space and time scales allows a direct confrontation to experiments and macroscopic simulation techniques. The software validation steps did not only encourage our approach: it has also provided interesting results concerning the substrate reactivity, growth mechanisms and growth kinetics for several high-k oxides, especially hafnium oxide.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2006 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Modélisation multi échelles de la croissance des oxydes à fortes permittivités : simulation Monte-carlo cinétique

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Informations

  • Détails : 1 vol. (193 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 189-193

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