光反射率スペクトルの計測および第一原理解析による超精密加工表面の表面準位評価

通过测量光学反射光谱和第一原理分析评估超精密加工表面的表面状态

基本信息

批准号：
10750087
负责人：
稲垣耕司
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、光反射率スペクトルの高精度測定と、それの理論的な解析により、超精密加工によっても表面に残留するわずかな欠陥により生じる表面準位を評価することが大きな目的である。まず、超精密加工の一例として市販のシリコンウエハに施されているポリッシング面を取り上げ、その場所による反射率スペクトルの分布を調べたところ、比較反射率(2点での反射率の差を平均反射率で割った相対的反射率差を表す)が10^<-5>程度の量で存在することを示すことができた。今後の詳しい計測によりスペクトルが明らかにできると考えており、このスペクトルが加工により表面上に残った欠陥によるものかどうかの判断ができると期待している。また、得られるスペクトルを理論的に解釈するための解析手法の開発にも着手した。基礎的な解析手段として、トランスファーマトリクッス法に基づき半無限に続く表面モデルの電子状態を解析した。そのバルク準位を含めたバンド構造の計算の結果は、従来のスラブ型表面モデル(真空層を挟んだ多層薄膜モデル)とほぼ一致する者であった。また、表面準位に関しても表面に局在する波動関数として計算することができた。さらに、量子力学の第一原理に基づく半無限に続く表面モデルの電子状態の解析法を新たに開発しソフトウエア化した。しかし、計算の数値精度が通常のFortran言語の仕様の範囲内では不足していたため、評価可能な解が得られなかった。そのため、高い数値制度の計算が可能なプログラムを新たに作成し、高精度数値計算サブルーチンを完成した。このソフトウェアを用いて半無限に続く表面モデルの電子状態の解析を行えば、表面のエネルギー準位の高精度計算が可能になるものと期待される。

这项研究的主要目的是通过高精度测量光反射频谱和理论分析来评估即使通过超精确加工剩余的小缺陷以及表面状态。首先，作为超精密加工的一个例子，我们采用了应用于市售的硅晶片的抛光表面，并根据位置检查了反射频谱的分布，并且有可能表明比较反射率（表明表示相对反射率在两个点上通过平均反射率分配在反射率上获得的相对反射率差异），这是<-5 <-5 <-5 <-5 <-5 <-5）。我们认为，将来将通过详细测量来揭示这些频谱，我们希望可以确定该频谱是否是由于处理导致的缺陷所致。我们还开始开发一种分析方法来解释获得的频谱。作为基本分析工具，我们分析了表面模型的电子状态，该状态基于转移矩阵方法，该方法持续了半决赛。包括批量水平在内的频带结构的计算结果几乎与常规的平板型表面模型（一种带有真空层的多层薄膜模型夹在其中）。此外，表面状态也可以计算为位于表面的波函数。此外，已经开发了一种基于量子力学的第一个原则的半绝最终原理的表面模型的电子状态的新方法，并已开发到软件中。但是，由于计算的数值准确性不足以在正常fortran语言的规格中获得，因此未获得可评估的解决方案。因此，创建了一个能够计算高数值系统的新程序来完成高精度计算子例程。使用此软件，预计将以半无限方式分析表面模型的电子状态，可以对表面能级进行高精度计算。