Sommaire: Etude de l’interaction électron-matière par la méthode monte carlo-application sur silicium

Introduction générale
Chapitre I: Notions et principes fondamentaux
I.1.Introduction
I.2.La technique E.B.I.C
I.2.1.Introduction
I.2.2.Historique
I.2.3. Principe et montages expérimentaux
I.2.3.1. Le M.E.B
I.2.3.1.1. Principe
I.2.3.1.2. Fonctionnement
I.2.3.2. Description de la technique E.B.I.C
I.2.3.3. Différentes géométries de la technique E.B.I.C
I.2.3.3.1. Excitation parallèle
I.2.3.3.2. Excitation en biseau
I.2.3.3.3. Excitation perpendiculaire
I.2.4. Applications de la technique EBIC
I.2.4.1. Application qualitative
I.2.4.2. Application quantitative
I.2.4.2.1. Introduction
I.1.4.2.2. Détermination de la longueur de diffusion
I.2.5. Conclusion
I.3. L’interaction électron-matière (SC)
I.3.1. Introduction
I.3.2. Historique
I.3.3. Mécanismes physiques de l’interaction électron-matière
I.3.3.1. Les diffusions élastiques
I.3.3.2. Les diffusions inélastiques
I.3.4. Dissipation de l’énergie des électrons dans le matériau
I.3.4.1. Collision électron-noyau
I.3.4.2. Collision électron-électron
I.3.4.3. Fonction de dissipation d’énergie Φ(u)
I.3.4.3.1.Fonction Φ(u) d’Everhart –Hoff
I.3.4.3.2.Fonction Φ(u) de Wittry-Kyser
I.3.5. Parcours électronique
I.3.6. Volume de génération
I.3.7. Phénomène de génération de porteurs dans les SC
I.3.7.1. Energie de formation d’une paire électron-trou
I.3.7.2. Taux de génération total
I.3.7.3. Fonction de génération
I.3.8. Phénomène de recombinaison
I.3.8.1. Les processus de recombinaison
I.3.8.1.1. La recombinaison radiative
I.3.8.1.2. La recombinaison non- radiative
I.3.8.1.3. La recombinaison excitonique
I.3.9. Collecte de porteurs
I.3.9.1. Observation en régime permanent
I.3.9.2. Détermination du niveau d’injection
I.4. Le silicium (Si) : sa physique, et sa technologie
I.4.1. Introduction
I.4.2. La physique du silicium
I.4.2.1. Les propriétés du silicium
I.4.2.1.1. Propriétés structurales
I.4.2.1.2. Propriétés électroniques
I.4. 2.1.3. Propriétés optiques
I.4.2.2. Contact métal/semiconducteur (M/S)
I.4.3. La technologie du silicium
I.4.3.1. Importance technologique du silicium
I.4.3.2. Préparation du silicium de qualité semiconducteur
I.4.3.3. Application de l’EBIC sur des échantillons de Si
I.5. La méthode Monté Carlo
I.5.1. Introduction
I.5.2. Historique
I.5.3. Efficacité de la méthode Monte Carlo
I.5.4. Nombres aléatoires
I.5.4.1. Nombres aléatoires et pseudo-aléatoires
I.5.4.2. Génération de nombres aléatoires
I.5.4.2.1. Méthodes indirectes
a- méthode de congruence
b- méthodes de congruence mélangées
c- Algorithmes de registre à décalage
d- Générateurs traînés de Fibonacci
e- Génération gaussienne
I.5.4.2.2.Les différents essais pour la qualité de ces générateurs
I.5.4.2.3. Méthodes directes
a. Distribution non rectangulaire
b. Méthode du rejet de Von Neumann
I.5.5. Application de la méthode Monte Carlo
I.5.5.1. Simulation de trajectoires avec collisions
I.5.5.2. Calculs d’intégrales
I.5.5.3. La marche aléatoire (Random Walks)
I.5.6. Autres méthodes de simulation (dynamique moléculaire)
I.5.6.1. Les méthodes d’intégration
I.5.6.2. D’autres ensembles
I.5.6.3. Méthodes hybrides
I.5.6.4. Dynamique moléculaire Ab initio
I.5.6.5. Dynamique de rotation Quasi- Classique
I.6. Conclusion
Chapitre II: Modélisation
II.1. Introduction
II.2. Générateur de nombres aléatoires
II.2.1. La fonction ran
II.2.1.1. La définition de la fonction Ran
II.2.1.2. La syntaxe de la fonction Ran
II.2.2. Test pour la fonction Ran
II.2.2.1. Le premier test – test de stationnement –
II.2.2.2. Le deuxième test – calcul de π
II.3. Détails du modèle
II.3.1. les bases physiques
II.3.2. les étapes de calcul
II.3.2.1. Trajectoire des électrons
II.3.2.2. profondeur de pénétration
II.3.2.3. Profil de distribution
II.3.2.4.Signal EBIC
II.4. Organigramme
II.5. Conclusion
Chapitre III: Résultats et discussion
III.1. Introduction
III.2. La profondeur de pénétration
III.3. Les trajectoires des électrons
III.4. La concentration des paires (é -h) crées
III.5. Le courant collecté Icc
III.6. Conclusion
Conclusion généraleRéférences
Annexes

♣ Extrait du mémoire

Chapitre I Notions et principes fondamentaux
I.1. Introduction :
La technique EBIC est une méthode fréquemment utilisée pour la détermination des caractéristiques électroniques de semi conducteurs, telles que la longueur de diffusion, la vitesse de recombinaison interfaciale, la durée de vie et la zone de désertion. Elle s’applique également à l’observation plus qualitative de défauts cristallins tels que dislocations et joins de grains.
Etant donné que les mesures quantitatives de l’EBIC restent un problème difficile, si bien que n’importe quelle approche concernant ces mesures doit être basée sur une bonne connaissance de l’interaction électron-matière.
Dans ce contexte, il faut noter que, la méthode Monte Carlo a été utilisée depuis longtemps pour la simulation des trajectoires de particules dans la matière et l’étude du phénomène de dissipation de leur énergie.
Le principe de la méthode Monte Carlo consiste à générer des nombres aléatoires, pour simuler sur ordinateur, l’interaction du faisceau d’électrons avec le milieu diffusant. C’est une technique statistique basée sur le recueil d’informations sur un grand nombre de particules.
Pour obtenir des résultats représentatifs, il faut calculer la valeur moyenne d’un grand nombre de trajectoires.
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