Revue des approches méthodologiques de simulation
Logiciel Hikad : modéliser l'organisation atomique durant la croissance de HfO sur silicium

La figure 2 montre une vue schématique des modèles physiques pouvant être mis à contribution pour la compréhension des procédés technologiques.

• On remarque tout d'abord qu'il n'y a pas de modèle universel permettant de couvrir l'étendue des échelles nécessaires. En effet, il faut considérer, pour l'avenir des technologies, une volonté farouche de les maîtriser à une granularité atomique. Ainsi, le dispositif sera nano-construit atome par atome jusqu'à obtention d'une structure mésoscopique optimale pour une application donnée.

  La figure 2 indique toutefois une hiérarchisation des modèles en fonction des échelles spatiale et temporelle. Elle invite donc à la mise en place d'une simulation multi-modèles concertée. Chaque niveau de modélisation a une tâche spécifique et apporte les informations nécessaires au bon déroulement d'autres niveaux de modélisation.

• Dans ce cadre, la chimie des procédés doit être traitée au niveau quantique, seul niveau de modélisation permettant d'atteindre la complexité des interactions atomiques, particulièrement lorsque des liaisons inter-atomiques sont brisées au cours du processus chimique. Ces données de calculs quantiques doivent ensuite être introduites dans des niveaux de modélisation plus proches des préoccupations expérimentales, le champ d'investigation des calculs quantiques de type DFT étant limité à une centaine d'atomes sans relation directe au temps et aux conditions de pressions de l'expérience.

  DFT (Density Functional Theory), ou théorie de la fonctionnelle de la densité, est aujourd'hui une des méthodes de calcul quantique de la structure électronique de la matière les plus utilisées.

  Elle remplace la fonction d'onde multiélectronique par la densité électronique comme base de calcul.

  Ainsi, l'ambition est de bâtir un modèle de type Monte Carlo cinétique, basé sur réseau, qui pourra enchaîner les mécanismes microscopiques isolés par DFT et voir ses résultats confrontés directement avec des données expérimentales. Rigoureusement, la « dynamique moléculaire » pourrait offrir une alternative pour aborder la simulation procédé.

  Rappelons qu'un procédé...