Développement d’un simulateur par la méthode de Monte Carlo cinétique pour l’étude phénoménologique de l’interaction HF/Si (100) dopé p

Abstract

Le travail demandé dans ce master est la réalisation d’un simulateur (outil informatique en c++) décrivant le processus d’interaction HF/Si(100) en utilisant la méthode de Monte Carlo cinétique dans la gestion des molécules HF arrivant sur le substrat cristallin Si(100) dopé p et en introduisant les mécanismes de réaction, désorption, diffusion, recombinaison et transfert de charge dans la gestion des phénomènes de surface. Les mécanismes intervenant dans l’interaction HF/Si(100) substrat type p, ne sont pas connus de façon certaine. Le consensus actuel proposé par Lehmann et Gösele permettant l’obtention du silicium poreux étant le suivant : Si (bulk) + 6 HF →H 2 SiF 6 + H 2 + 2 H + + 2é avec le Si (Bulk) restant qui devient poreux. Cette réaction est généralement obtenue en anodisant une plaque de silicium dans une solution aqueuse d’acide fluorhydrique. Le passage d’un courant, dans certaines conditions, permet de générer l’espèce soluble H 2 SiF 6 . Du fait de ce manque de mécanismes exacts aussi bien physiques que chimique le silicium poreux résultant est resté longtemps une curiosité de laboratoire. En 1990, la découverte de ses surprenantes propriétés de photoluminescence intense à température ambiante dans le visible a relancé l’intérêt pour ce matériau. Le fait de pouvoir choisir l’indice de réfraction, en jouant sur la porosité, en fait un matériau de choix pour la réalisation de dispositifs photoniques. De gros efforts de stabilisation de sa surface, par greffage de monocouches auto-assemblées, afin de l’isoler du milieu extérieur, le conduisent à un matériau plus stable. Pour ce qui concerne le développement du simulateur, il s’agit d’adapter le Simulateur SPARCC (Simulateur PARticulaire de la Croissance Cristalline) à l’interaction HF/Si(100), en introduisant de nouveaux mécanismes.

Mots Clés : Cinétique Monté Carlo (KMC), Simulation sur ordinateur, couches minces pour micro et nanotechnologies, Anodisation, semiconducteur, Silicium poreux