シリコン新素材の理論的量子反応設計

新型硅材料的理论量子反应设计

• 批准号: 09224209
• 负责人: 立花 明知
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto 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-09224209/
• 关键词: シリコン; 選択的CVD; 量子化学; 水素終端シリコン; 界面; 酸化膜; 領域密度汎関数理論; エッチング

本重点領域研究「知能の極限集積化」平成8年度の公募研究「シリコンデバイス新素材の反応設計の量子化学」の成果をふまえ、ウルトラクリーン化技術によって創製される新機能発現シリコンデバイス新素材の構造、物性、反応性を、量子化学に基づく理論化学的手法を用いて解明し、予測する研究を行った。特に、極限集積化LSI製造のキ-テクノロジーとなっているTiNやTi/Alヘテロ界面の化学結合の詳細ならびにCVDプロセスにおける反応性の解明に関する超高精度・超高信頼性量子化学ab initio計算を行い、その化学的改変及び界面形成の最適条件を見いだす研究を行った。具体的には、平成8年度に行った(1)p型ド-ピングを施したSi表面、Hで終端されたSi表面、Fで終端されたSi表面およびSiO_2表面上のSiH_4、Si_2H_6ガスの熱分解、(2)Alの選択的CVD、および(3)極薄SiO_2膜形成過程の量子化学的研究を深化発展させ、加えて(4)F原子やF分子とHで終端されたSi(111)表面、(5)バリアメタルとしてのTiNやTi/Alヘテロ界面の化学結合の詳細やエッチングプロセス、CVDプロセスにおける反応性の解明を系統的に行った。更に、化学反応性をより定量的に理解する新たな方法として、我々独自の化学反応の領域密度汎関数理論も援用するために、必要な計算プログラムの開発を行った。以上を要するに、平成9年度においては、新たな機能を有する材料設計のための界面量子化学とでも呼称すべき新しい学問の礎を築き、触媒反応設計、疑縮系反応設計、固体表面界面反応設計・物性制御に向けての理論的指針を具体的に与えることを目標とした研究の重要なワンステップを更に上ることが出来た。

This research area focuses on the research of "Limit Integration of Knowledge Energy" and the research of "Quantum Chemistry of Reaction Design of New Materials for Chemical Engineering" in 2008. The results of this research area include the research of structure, physical properties, reaction properties, quantum chemistry and theoretical chemistry of new materials for chemical engineering. Research on chemical bonding of TiN Ti/Al interface in the production of ultra-high precision and ultra-high reliability quantum chemical ab initio calculation, chemical modification and optimum conditions for interface formation in ultra-high precision and ultra-high reliability quantum chemical ab initio calculation. Specifically,(1) thermal decomposition of SiH_4 and Si_2H_6 on p-type Si surface, H termination Si surface, F termination Si surface and SiO_2 surface,(2) CVD of Al,(3) quantum chemical study of the formation process of extremely thin SiO_2 film,(4)F atom, F molecule and H termination Si(111) surface,(5) The chemical bonding of TiN/Ti/Al interface and CVD interface are discussed in detail. In addition, new methods for quantitative understanding of chemical reactions are used to calculate the development of chemical reactions. The above important aspects of material design, interface quantum chemistry and new knowledge foundation, catalyst reaction design, contraction system reaction design, solid surface reaction design, physical property control theory, specific aspects of research and development

项目成果

Akitomo Tachibana: "Quantum Chemical Study on Low Energy Reaction Path for SiH_4+O(^1D)→SiO+2H_2" Applied Surface Science. 117/118. 151-157 (1997)

Akitomo Tachibana：“SiH_4+O(^1D)→SiO+2H_2 低能反应路径的量子化学研究”应用表面科学117/118 (1997)。

Akitomo Tachibana: "Quantum Chemical Study on p-Doping Effect of Silicon Surface Reaction with Silane" Applied Surface Science. 117/118. 47-53 (1997)

Akitomo Tachibana：“硅表面与硅烷反应的 p 掺杂效应的量子化学研究”应用表面科学。

Akitomo Tachibana: "Quantum Chemical Study on p-Doping Effect of F-terminated Silicon Surface Reaction with Silane" Applied Surface Science. 117/118. 54-60 (1997)

Akitomo Tachibana：“F 封端硅表面与硅烷反应的 p 掺杂效应的量子化学研究”应用表面科学。

Akitomo Tachibana: "Quantum Chemical Study of Reaction of NH (a^1D) with SiH_4" Applied Surface Science. 117/118. 158-165 (1997)

Akitomo Tachibana：“NH (a^1D) 与 SiH_4 反应的量子化学研究”应用表面科学。

Akitomo Tachibana: "Quantum Chemical Study of Silicon Oxide Surface Reaction with (poly)Silane" Applied Surface Science. 117/118. 61-66 (1997)

Akitomo Tachibana：“氧化硅与（聚）硅烷表面反应的量子化学研究”应用表面科学。