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転位力学を用いたナノスケール応力推定法の開発

利用位错力学的纳米级应力估计方法的开发

基本信息

批准号：
13750070
负责人：
泉聡志
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

1)転位発生試験用試験片のTEM観察半導体用薄膜(窒化膜)の真性応力によって発生した転位ループのTEMと腐食ピット観察データにより、真性応力値と温度に依存した転位の幾何学的配置データを得た。このデータは企業より提供されたものである。本研究の手法開発の範囲内では、これらの提供データで十分な検討が行えるため、共同でのTEM観察を行った。2)応力推定法の高精度化と手法の確立前年度開発した二次元転位動力学シミュレータを発展させた三次元転位動力学シミュレータを新たに開発した。三次元計算においては、二次元では問題にならなかった転位素片の自動分割、転位素片同士の相互作用(張力)、転位素片の鏡像力・転位同士の消滅・ジャンクションの生成の取り扱いが難しくなるため、これらのアルゴリズムを新たに取り入れた。これにより転位の形状予測の精度が格段にあがり、応力推定が可能になった。また、薄膜に発生する応力の予測のための表面・界面応力を分子動力学で予測する手法を提案し、応力推定の精度を上げる検討を行った3)実デバイスにおける転位発生事例への適用前年度は二次元で行った窒化膜の真性応力による転位発生問題に三次元で行った。結果、二次元では取り扱えなかった転位ループの詳細な形状の表現と、二次元では表現不可能であった三次元方向への転位の分布の考慮が可能となり、よりリアルな転位形状表現が可能となった。実験のTEM観察の転位ループ形状に二次元と比べより近づく結果となった。これにより、転位発生サンプルについてTEM観察を行えば、応力が推定できるシミュレータを開発・検証できた。

1) TEM of the test piece for the growth test to observe the true strength of the thin film for semiconductor (thin film). This data is provided by the company. In this study, the scope of the development of the method is to provide information on the implementation of TEM observation. 2) High accuracy of force estimation method and its establishment in the past year. Three-dimensional calculation, two-dimensional calculation, automatic segmentation of pixel slices, interaction of pixel slices (tension), mirror force of pixel slices, elimination of pixel slices, generation of pixel slices, selection of pixel slices, selection of pixel slices The accuracy of the shape prediction of the position is determined by the grid and the force estimation. The surface and interface forces of the thin film generation are predicted by molecular dynamics. The method of prediction is proposed. The accuracy of force estimation is improved. 3) The case of position generation is discussed. The result is that the two-dimensional expression is impossible, the three-dimensional orientation is possible, and the shape expression is possible. The results of TEM observation are as follows: This is the first time that a person has been involved in an investigation.