Etude des couches ultra minces de sio#2 sur silicium par simulation a l'echelle atomique

par ADAMA TANDIA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Daniel Estève.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

Ce memoire concerne l'etude de la structure des couches ultra minces de dioxyde de silicium sur silicium par la simulation a l'echelle atomique. Dans ce but, il est presente une synthese des modeles d'oxydation du silicium. Il est mis en evidence les limites et faiblesses de la modelisation continue, et la necessite d'introduire la simulation a l'echelle atomique pour aider a mieux comprendre le mecanisme de formation des couches ultra minces. Differents modeles ont a cet effet ete introduits. Le modele des potentiels multicorps, choisi pour faire cette etude, est ainsi decrit, puis valide sur la base des caracteristiques physiques et geometriques du silicium et de l'oxyde de silicium. Une autre approche de validation a concerne la comparaison des sites preferentiels d'energie minimale de l'oxygene sur une surface si(001) trouves par la methode ab initio, via les equation de konh-sham, et la methode des potentiels multicorps. Cette derniere s'est averee etre une bonne approximation de la methode ab initio, vue par la theorie de la fonctionnelle de densite. Il a alors ete discute de l'opportunite et de l'interet de coupler les deux approches. La methode des potentiels multicorps est par la suite appliquee a l'investigation sur la structure cristalline de l'oxyde natif sur silicium, les rugosite et distribution des contraintes a l'interface si/sio#2, et finalement a l'etude de l'influence de la densite des lacunes sur la contrainte et la rugosite dans la region d'interface.

Titre traduit

Study of sio#2 ultra thin films on si by atomic scale simulation

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