Simulation par la dynamique moléculaire de l'interaction plasma-surface lors de la croissance de couches minces a-Si:H par procédés PECVD

Abstract

Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) est parmi les méthodes d'élaboration les plus courantes pour la réalisation de couches minces. Pour l’étude de la croissance de couche mince a-Si:H par procédé PECVD dans un réacteur RF de 13,56 MHz, nous nous intéressons à l’interaction des électrons, des radicaux SiHx (x =1, 2,3) et H existants dans le volume du plasma avec la surface. Les radicaux interagissent avec la surface selon leurs concentrations dans le plasma et leurs énergies d’activation lors de réactions chimiques sur les sites de surface. Le plasma utilisé est le mélange silane-hydrogène (SiH4/H2). La température du gaz réactif varie de 300K à 700K. Nous avons réalisé un modèle de simulation numérique par la dynamique moléculaire qui se base sur le potentiel d’interaction radical-surface de Lennard-Jones (9-3). Cette simulation permet de calculer les coefficients de collage (s), de recombinaison (!) et de réactivité (") des radicaux à la surface. Pour le radical SiH3, la valeur calculée de "SiH3 est 0.47 à 520K pour une énergie d’activation d’abstraction de H par le radical SiH3 égale à 0.12 eV.