Modélisation de la surface du silicium en présence du fluor et de l'oxygène

Abstract

La gravure chimique du silicium par le plasma de fluor est l'une des techniques les plus importantes dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs. Le mécanisme de gravure par plasma fluoré, qui génèrent la présence d'une grande variété d'atomes réactifs de haute énergie d'ions est très compliqué. Il existe de nombreuses études théoriques ainsi que des études expérimentales mais toujours le mécanisme du processus de gravure de fluor n'est pas complètement compris. L'objectif de ce mémoire est la modélisation des processus physiques à l'échelle atomique, qui sont la base de la gravure chimique du silicium par le plasma de fluor. L'étude de l'adsorption des atomes du fluor et oxygène sur Si(001) est effectué par des simulations en appliquant des méthodes ab-initio basées sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT). Nous avons examiné tous les sites de haute symétrie possibles, pour les systèmes F/Si(001) et O/Si(001). Les énergies d'adsorption obtenues indiquent que le site bridge1 est le site le plus stable pour ces deux structures. Dans un second temps, nous avons étudié l'adsorption de deux atomes de fluor et d'oxygène sur la surface Si(001). Nous avons remarqué que pour le système 2F/Si(001) les atomes de fluor ont tendance à se positionner sur un site top d'un même atome de silicium, tandis que pour le système 2O/Si(001) ces atomes préfèrent la position bridge comme position plus stable.