ゲートスタックのリーク特性予測のための統合的計算化学手法の開発

开发用于预测栅堆叠泄漏特性的集成计算化学方法

• 批准号: 18760024
• 负责人: 遠藤 明
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760024/
• 关键词: 量子分子動力学法; モンテカルロ法; 電気伝導度シミュレータ; 超高速化量子分子動力学法; 分子動力学法; MOSFET; High-k; リーク電流; High-k絶縁膜; ゲートスタック; 古典分子動力学法

携帯電子デバイスの低消費電力化・省待機電力化に対応するため,MOSFETにおけるゲートリーク電流低減は重要な課題である.素子微細化に伴いゲートスタック構造における高誘電率(High-k)絶縁膜組成やHigh-k絶縁膜/反転層界面構造の原子レベル分析は極めて困難になる.本研究では,原子レベルでモデル化されたゲートスタックのリーク特性予測のための計算化学的手法の開発を目的として,研究代表者が開発してきた量子分子動力学法,グランドカノニカルモンテカルロ法,古典分子動力学法などを統合化しリーク特性予測への適用可能性を検証する.平成19年度は(1)絶縁膜厚,ドーパント濃度,絶縁膜/反転層の界面構造を多様に変化させた原子レベルモデリングと波動関数の空間分布および電子の確率密度分布の精密計算,(2)絶縁膜/反転層における絶縁膜のリーク特性の予測を行う予定で,Si_3N_4などの窒化物材料やトラップ準位の計算,4H-SiCなどのモデリングに成功する他,多様な材料に応用することにも成功した.この他,平成19年度では,量子分子動力学プログラムの電子状態計算によって得られる電子の確率密度分布からゼーベック係数を予測するシミュレータの開発,部分状態密度から絶縁体の二次電子放出係数を予測するシミュレータの開発,従来の第一原理分子動力学法よりも飛躍的に高速化した超高速化量子分子動力学法の予備的開発やHigh-k材料・触媒材料として重要なZrO_2への応用に成功するなど,予想外の成果と発展を示した.

Portable Electronics' low power consumption and standby power saving, MOSFET's The reduction of electric current is an important issue. The miniaturization of elements is accompanied by the structure of the current.るHigh dielectric constant (High-k) insulating film composition and High-k insulating film/reverse layer interface structure のatomic layer It is very difficult to analyze the problem. This study is about the problem of analyzing the problem of atomic pollution.のためのComputational chemistry method for predicting properties of リークの开発をPurpose として, research representative が开発してきたQuantum molecular dynamics method, グランドカノニカルモンテカルロ method, classical molecular dynamics method などをintegrationしリーク Characteristic prediction and application possibility を検 する. Heisei 19 year は (1) Absolute film thickness, ドーパントconcentration, the interface structure of the absolute film/reflective layer, the multi-layered structure, the atomic structure, and the number of fluctuations Spatial distribution and precise calculation of the accuracy density distribution of electrons, (2) Absolute film/reflective layer and absolute film Calculation of the prediction and determination of the characteristics of リーク and the standard of Si_3N_4 sulfide material , 4H-SiC などのモデリングに Success する Him, Multi-material に応 Use することにも Success した.この他,Heisei 19 year では,Quantum Molecular Dynamics プログラムのElectron state calculation によって got られるElectronic accuracy density distribution, partial state density, prediction coefficient, prediction The secondary electron emission coefficient of the absolute body is predicted by the first principles molecular dynamics method. The development of high-k materials・The catalyst material is important and ZrO_2 has been used successfully, and the unexpected results have been demonstrated.

项目成果

Large-Scale Electronic Structure Calculation of Blue Phosphor BaMgAl_<10>O_<17> : Eu^<2+> Using Tight-Binding Quantum Chemistry Method Implemented for Rare Earth Elements

稀土元素紧束缚量子化学方法大规模计算蓝色荧光粉BaMgAl_<10>O_<17>：Eu^<2>的电子结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)
• 作者: A. Endou;et. al.;A.Endou et al.;A.Chutia et al.;C.Lv et al.;A.Govindasamy et al.;H.Onuma et al.
• 通讯作者: H.Onuma et al.

A Theoretical Study on the Electronic and Electrical Properties of p-Type Transparent Conducting Metal Oxides

p型透明导电金属氧化物电子电学性能的理论研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Phgsics 46
• 作者: 堤良平;深田優子;深田正紀;C. Lv,
• 通讯作者: C. Lv,

Development of A Seebeck Coefficient Prediction Simulator Using Tight-Binding Quantum Chemical Molecular Dynamics

利用紧束缚量子化学分子动力学开发塞贝克系数预测模拟器

• 发表时间: 2008
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 47(印刷中)
• 作者: H. Tsuboi;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Theoretical Investigation of the Photo-physical Properties of Black Dye Sensitizer [(H3-tctpy) M (NCS)3]-(M=Fe,Ru,Os) in Dye Sensitized Solar Cells

染料敏化太阳能电池中黑色染料敏化剂[(H3-tctpy) M (NCS)3]-(M=Fe,Ru,Os)光物理性质的理论研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 46
• 作者: 堤良平;深田優子;深田正紀;C. Lv,;A Govindasamy
• 通讯作者: A Govindasamy

Theoretical Investigation on Electrical and Electronic Properties of Carbon Materials

碳材料电学和电子性能的理论研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)
• 作者: A. Endou;et. al.;A.Endou et al.;A.Chutia et al.
• 通讯作者: A.Chutia et al.