統合化計算化学手法による高信頼性材料創製プロセスのコンビナトリアル的最適化

使用集成计算化学方法组合优化高度可靠的材料制造过程

• 批准号: 14040203
• 负责人: 宮本 明
• 金额: $ 2.88万
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14040203/
• 关键词: 統合計算化学手法; 高信頼性; 材料創製プロセス; コンビナトリアル; ケミカルメカニカルポリッシング; プラズマエッチング; キネティックモンテカルロ; 化学反応ダイナミクス; 最適化; プラズマプロセス

世界に先んじた次世代IT技術の確立のため、次世代高機能、超高速デバイスの創製を目標とした基盤技術の開発が急務となっている。特に、最近では計算化学が半導体や先端デバイス材料へ応用され大きな成果を挙げている。しかし、これらは実験的に構造・特性が既知の材料の電子・原子レベルでの理解に限られ、新材料探索や材料創製プロセス最適化といった実際のデバイス開発に役立つ理論設計にはほど遠い。そこで、本研究では、研究代表者が提案した「コンビナトリアル計算化学」とその実現のために開発した多数のプログラム群を応用し、高信頼性材料創製のためのプロセス最適化をコンビナトリアル的に行うことを目的とした。昨年度までに、独自に考案した高速化量子分子動力学法を基礎としたケミカルメカニカルポリッシングプロセスシミュレータおよびプラズマエッチングプロセスシミュレータの開発に成功した。そこで、最終年度である本年度は、いくつかの重要な半導体プロセスのうち開発課題として残っているイオンインプランテーションプロセスシミユレータの開発を行った。特に、ソース・ドレイン接合の極浅化を実現するために、シリコン半導体への低エネルギーイオン注入による浅いBドープ層の形成ダイナミクスに着目した。その結果、Bイオンのチャネリングを防止し、より浅いBドーピングを実現するために、Si(001)面に関しては、表面に対して7度傾けてBイオンを照射することが有効な方法論であることが理論的に示された。これは半導体プロセス最適化に開発手法が有効であることを示すものである。

The establishment of the world's leading next-generation IT technology, the creation of next-generation high-performance, ultra-high-speed technology and the development of substrate technology are urgent tasks. In particular, the latest developments in computational chemistry have led to the development of advanced semiconductor materials. The structure and characteristics of existing materials are limited to the understanding of electronic and atomic properties, the exploration of new materials, the optimization of materials, the development of materials, and the theoretical design of materials. In this study, representatives of the research team proposed the development of a large number of high-reliability materials for optimization. In the past year, the development of quantum molecular dynamics method with high speed has been successfully carried out. This year, we will continue to develop important semiconductor solutions. The formation of a shallow B layer in a semiconductor substrate is particularly important for the formation of thin B layers in semiconductor substrates. The results show that there is a methodology to prevent B from occurring in the Si(001) plane. This is a semiconductor optimization method.

项目成果

Y.Yamamura, et al.: "Materials Design of Perovskite-Based Oxide Ion Conductor by Molecular Dynamics Method"Solid State Ionics. 160. 93-101 (2003)

Y.Yamamura等人：“通过分子动力学方法设计钙钛矿基氧化物离子导体的材料”固态离子学。

K.Sasata et al.: "Quantum Chemical Molecular Dynamics Simulation on the Plasma Etching Processes"Japanese Journal of Applied Physics. (印刷中).

K. Sasata 等人：“等离子体蚀刻过程的量子化学分子动力学模拟”日本应用物理学杂志（正在出版）。

K.Konno et al.: "The Development of Computational Chemistry Approach to Predict the Viscosity of Lubricants"Tribology Intern.. 36. 455-458 (2003)

K.Konno 等人：“预测润滑剂粘度的计算化学方法的发展”摩擦学实习.. 36. 455-458 (2003)

Y.Konishi et al.: "Possible Ferroelectricity in SnTiO_3 by First-Principles Calculations"MRS Symp.Proc.. 印刷中. (2004)

Y. Konishi 等人：“通过第一原理计算计算 SnTiO_3 中的可能铁电性”MRS Symp. 出版中（2004 年）。

K.Nishitani et al.: "Ab Initio Calculation of F Atom Desorption in Tungsten Chemical Vapor Deposition Process Using WF_6 and H_2"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 5751-5752 (2003)

K.Nishitani 等：“使用 WF_6 和 H_2 进行钨化学气相沉积过程中 F 原子解吸的从头计算”Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 5751-5752 (2003)