2016 Fiscal Year Research-status Report
SiC薄膜成長過程のマルチスケール転位動力学の開発と底面－貫通転位変換過程の解明
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16K05967
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
泉 聡志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30322069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
波田野 明日可 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20707202)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子動力学 / 4H-SiC / 転位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
4H-SiC半導体素子は、次世代パワーデバイスとして国際的に競争が盛んな分野である。しかしながら、内在する結晶欠陥（転位と積層欠陥）が寿命に影響を及ぼし、欠陥の抑制が急務である。欠陥を減少させるために、基板上にエピタキシャル膜を形成し、底面転位を貫通転位に変換する底面転位―貫通転位変換プロセスが採用されているが、薄膜成長中の現象のため、常に表面構造が表面拡散と膜成長により変化しており、かつ表面応力・鏡像力などが重複して働く複雑な系であることら、そのメカニズムは不明なである、本研究では、薄膜成長中の表面拡散を取り入れた第一原理―古典分子動力学―転位動力学マルチスケール解析の体系化を行い、底面―貫通転位変換現象のメカニズム解明を目指す。
平成28年度は、Si-C電荷移動型原子間ポテンシャルの開発を行った。開発は、原子間ポテンシャル作成ソフトウェアkPot（http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/potenfit）をオープンソース分子動力学ソフトウェアLAMMPSと組み合わせるなどバージョンアップしたものを用いた。
また、4H-SiC中の様々な転位の分子動力学によるモデリングに成功し、Si-Core,C-Core, 30°、90°転位などの移動度、安定性、表面での部分転位の縮退化などの傾向について検討した。加えて、SiC薄膜のエピタキシャル成長時の表面拡散のシミュレーションを行うことにより、表面に転位芯が存在する状態での表面拡散経路、表面構造の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SiCポテンシャル開発については、現在投稿論文準備中であり、十分な成果が得られた。転位の分子動力学のモデリングと、エピタキシャル成長の分子動力学については、初期検討が行えたので、平成29年度に本格的な成果を得られるようにしたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発したSiCポテンシャルを改良しつつ、表面と転位の相互作用について、分子動力学を使って検討を行う。別途共同研究を行っている東芝・富士電機・産総研との議論を通じて、実用的なモデルを提案していく計画である。
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