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）观察位错生成测试标本的TEM观察观察到位错的几何排列数据，取决于固有应力和温度，该数据取决于由半导体薄膜（氮化膜膜）和腐蚀腐蚀坑观测数据产生的位错环的TEM。该数据由公司提供。在这项研究方法的开发范围内，可以充分研究这些提供的数据，因此进行了关节观察。 2）提高了应力估计方法的准确性和建立方法，该方法由去年开发的二维脱位动力学模拟器开发出了新的三维脱位动力学模拟器。在三维计算中，这些算法已被新采用，因为很难处理错位碎片的自动划分，位错碎片之间的相互作用（张力）之间的相互作用，位错碎片的镜像图像功率，脱位的灭绝和结的产生，这在二维中不是一个问题。这显着提高了位错形状预测的准确性，从而可以估计压力。此外，我们提出了一种使用分子动力学在薄膜中产生的表面和界面应力的方法，并检查了应力估计的准确性。 3）应用于上一年中真实设备中脱位的病例，我们在三维上进行了三维的问题，这是由氮化物膜中固有应力引起的脱位问题，这是在二维中进行的。结果，可以考虑无法在两个维度上处理的错位循环的详细形状，并且在三个维度中的位错的分布分布，这不能以两个维度表示，从而表达更现实的脱位形状。与在两个维度中相比，结果更接近实验TEM观察的位置循环形状。这使我们能够开发和验证一个模拟器，该模拟器可以通过对脱位生成样品进行TEM观察来估计应力。