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

基本信息

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

项目摘要

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。

根据这项关键领域研究的结果“智力的极端整合”，这是1996年公开邀请的研究，“新硅设备材料的反应设计量子化学”，我们进行了研究，以阐明和预测使用基于超级清洁技术的新功能在新功能中表达的新硅设备的结构，物理特性和反应性，这些硅设备的结构，物理性质和反应性使用基于量子化学方法的新功能而产生。特别是，进行了超高精确度和超稳定的量子化学化学计算，以确定TIN和TI/AL Heterointerfaces的化学键合，这是生产极端集成LSIS的关键技术，并阐明CVD过程中的反应性，并找到化学修饰和界面形成的最佳条件。 Specifically, we have deepened and developed quantum chemical research into (1) the Si surfaces that were subjected to p-type doping, Si surfaces terminated with H, Si surfaces terminated with F, Si surfaces and SiO_2 surfaces that were carried out in 1996, (2) selective CVD of Al, and (3) ultrathin SiO_2 film formation processes, and systematically elucidated the details of （4）F原子，F分子和Si（111）表面的化学键终止于H，以及（5）锡和Ti/Al Heterointerfaces作为屏障金属，以及蚀刻过程，以及CVD过程中的反应性。此外，我们开发了必要的计算程序，以将化学反应的域密度功能理论纳入化学反应性的新方法。简而言之，在1997年，我们能够为一个新的学术领域奠定基础，该领域可以称为新功能的材料设计界面量子化学，并进一步迈出了我们研究的重要步骤，目的是为催化反应，超大型系统反应设计，固体界面界面反应设计和物理物质控制提供具体的理论指南。