極限集積化知能デバイスのための分子設計支援システムの開発とその応用

高集成智能器件分子设计支持系统开发及应用

• 批准号: 09224201
• 负责人: 宮本 明
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09224201/
• 关键词: 半導体; シリコン; 原子レベル制御; 分子動力学法; 分子軌道法; 表面加工; 希ガス照射; 酸化

低消費電力で超高速に多機能を発揮するLSIの構築には,デバイス特性と密接に関係する材料の微細構造を原子レベルで制御する必要がある.そこでまず,分子動力学法を用いSi(100)面上に形成されたシリコン原子層への希ガス原子照射のシミュレーションを行い,動的挙動および微細構造について検討した.Si(100)面に析出したシリコン原子は比較的凹凸を有したが,基板温度400Kにおいて希ガス原子を照射することにより表面シリコン原子が移動し,原子レベルでほぼ平坦なシリコン表面が得られた.またさらに各原子の動的挙動の解析より,このような希ガス照射は,選択的に表面シリコン原子の変位のみを励起し,バルク層の構造に与える影響は小さいことがわかった.次にシリコン基板表面上において酸化絶縁膜がどのように形成ざれていくかを解明するために、クラスタモデルを用いた分子軌道法により水素終端Si(100)ー2×1面、Si(111)-1×1面の酸化過程を原子レベルで解析した.両表面ともシリコン原子は酸素と結合することにより、さらに別の酸素と結合しやすくなるという性質を持つことが示された。従って酸化物は、基本的には島状成長を好む。また、H-Si(100)ー2×1面では、最表層ダイマーサイトが直接お互いに結合していないため、離れたダイマーサイトの酸化による新たな酸化物の核の生成と、近隣サイトの酸化による酸化物の島状成長の確率がほぼ等しく、酸化は比較的高分散して均一に進行することが予測された。一方H-Si(111)-1×1面では、最表層のシリコンがネットワーク状に結合しており、それを伝わった酸化物の横方向への成長が新たな核の生成より有利であるため、局所的にlayer-by-layerに成長していくことが予測された。

Low power consumption, ultra high speed, multi function, LSI construction, material characteristics, adhesion, microstructure, atomic structure, control, etc. The molecular dynamics method is used to study the formation of Si(100) surface atomic layer and the evolution of Si (100) surface atomic layer under irradiation. The precipitation of Si(100) surface atomic layer and the evolution of Si(100) surface atomic layer under irradiation at substrate temperature of 400K. The atom is flat and the surface is flat. The analysis of the motion of each atom in this paper shows that the surface of the selected atom is excited, and the structure of the layer is affected by the irradiation. The molecular orbital method was used to analyze the acidification process of Si(100)-2 ×1 plane and Si(111)-1 × 1 plane. The surface of the atom is bound to the acid, and the other elements are bound to the acid. The basic growth of acid compounds is island-like. H-Si(100)-2×1 plane, the outermost layer of the acid, the formation of new acid nuclei, the accuracy of island growth of acid, the high dispersion of acid, etc. A square H-Si(111)-1: 1 plane, the outermost layer of the layer

项目成果

A.Endou et al.: "Quantum Chemical Study on SiO Desorption from Si (111) Surface" Surface Science. 387. 59-69 (1997)

A.Endou 等人：“Si (111) 表面 SiO 解吸的量子化学研究”表面科学。

M.Kubo et al.: "Atomic Control of Layer-by-Layer Epitaxial Growth on SrTi03 (001) : Molecular Dynamics Simulations" Physical Review B. 56. 13535-13542 (1997)

M.Kubo 等人：“SrTi03 (001) 上逐层外延生长的原子控制：分子动力学模拟”物理评论 B. 56. 13535-13542 (1997)

K.G.Nakamura et al.: "Theoretical Calculation of Hydrogen Molecule in Silicon" The Journal of chemical Physics. (印刷中).

K.G.Nakamura 等人：“硅中氢分子的理论计算”化学物理杂志（正在出版）。

M.Kubo, et al.: "Layer-by-Layer Homoepitaxial GrowthProcess of MgO(001) as Investigated by Molecular Dynamics,Density Functional Theory and Computer Graphics" The Journal of Chemical Physics. 107. 4416-4422 (1997)

M.Kubo 等人：“通过分子动力学、密度泛函理论和计算机图形学研究 MgO(001) 的逐层同质外延生长过程”化学物理杂志。

A.Stirling et al.: "T-Point Dersity Functional Calculations on the Adsorption of Rhodium and Pallodium Particles or MgO (001) Surface and Their Activity" The Journal of Chemical Society,Faraday Transactions. 93. 1175-1178 (1997)

A.Stirling 等人：“铑和钯颗粒或 MgO (001) 表面吸附的 T 点密度泛函计算及其活性”化学学会杂志，法拉第会刊。