HIKAD

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 13/05/13
Mots-clés

HIKAD : simulation à l’échelle atomique du dépôt des matériaux fortes permittivités par le procédé ALD

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Système : UNIX-like
  • Licence(s) : choix en cours, contacter l'auteur
  • Etat : en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Mehdi Djafari Rouhani, Alain Esteve, Guillaume Mazaleyrat, Cédric Mastail
  • Contact concepteur(s) : djafari@laas.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : DAM, LAAS

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel est dédié à la simulation, à l’échelle atomique et par Monte Carlo Cinétique, du dépôt des matériaux à fortes permittivités (High –k) de première génération : ZrO2 et HfO2, sur du Si légèrement oxydé. Ces matériaux permettent d’augmenter l’épaisseur des oxydes de grille dans les transistors MOS, donc d’éliminer les courants de fuite par effet tunnel, sans diminuer les capacités électriques.

La particularité du logiciel consiste à attribuer un rôle important aux mécanismes de densification, responsables du passage de la structure covalente de la surface à la structure ionique de la couche d’oxyde. Ces mécanismes sont à l’origine de l’obtention de films denses au-delà d’une couche superficielle à l’interface semi conducteur - oxyde.

Il nécessite, comme paramètres d’entrée, les diverses enthalpies des diverses réactions possibles, ainsi que les barrières d’activation associées. Une bibliothèque de réactions, s’adressant au dépôt de ZrO2 et HfO2 à partir de précurseurs chlorés, est déjà implémentée dans le logiciel. Cette bibliothèque peut être complétée pour d’autres oxydes ou procédés.

Deux versions du logiciel, avec deux types de mécanismes de densification différents, sont actuellement disponibles.

Contexte d’utilisation du logiciel

Ce logiciel a été utilisé dans un cadre universitaire pour simuler, dans les conditions expérimentales de pression, température et durée, les quatre phases successives du dépôt par couche atomique (Atomic Layer Deposition ALD) : incorporation du précurseur, purge, fonctionnalisation de la surface et purge.

Le logiciel peut simuler plusieurs dizaines de cycles comportant chacun les quatre phases ci-dessus. Jusqu’ici, les simulations ont exclusivement utilisé les paramètres de la bibliothèque mentionnée ci-dessus.

Publications liées au logiciel

G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, A. EstEve, M. Djafari Rouhani
A methodology for the kinetic Monte Carlo simulation of alumina atomic layer deposition onto silicon
Comput. Mat. Sci. 33 (2005) 74

A. Dkhissi, A. Esteve, C. Mastail, S. Olivier, G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, M. Djafari Rouhani
Multiscale modeling of the Atomic Layer Deposition of HfO2 thin film grown onto silicon: how to deal with a Kinetic Monte Carlo procedure?
J. Chemical Theory and Computation.4 (2008) 1915

A. Esteve, M. Djafari-Rouhani, A. Dkhissi, C. Mastail, G. Landa A. Hémeryck, N. Richard
Logiciel HIKAD pour modéliser l’organisation des atomes durant la croissance de HfO2 sur silicium
Techniques de l’Ingénieur, 4 (2009) RE123