2016 Fiscal Year Research-status Report
確率過程モデルにもとづくナノ構造体における欠陥制御型プロセス設計手法の研究
| Project/Area Number |
16K14405
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
江利口 浩二 京都大学, 工学研究科, 教授 (70419448)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
巽 和也 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90372854)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | プラズマ処理 / 表面処理 / ナノ構造 / 確率過程 / 欠陥 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は、プラズマ曝露による単結晶シリコン基板および有機系誘電体膜中での欠陥形成過程に着目し、曝露時間発展に対する欠陥（形成）データを系統的に取得した。その結果、単結晶シリコン基板の面方位に依存した離散的欠陥分布を明らかにし、電気容量解析を用いたその統計的分布を予測する手法を構築した。単結晶シリコン基板内部に離散的に形成される欠陥生成量およびモデルにより算出される特性欠陥層厚さが面方位に依存すること、形成される欠陥の面密度が結晶構造の各面方位での幾何学的原子面密度に支配されることを明らかにした。また、電気容量ヒステリシス曲線の変動解析から、有機系薄膜中に形成される欠陥の構造（電子捕獲型、正電荷捕獲型）を明らかにし、同時にプラズマ曝露が形成する欠陥層の特性厚さを明らかにした。さらに、古典的分子動力学法によって、単結晶シリコン基板中の面方位に依存した欠陥形成をモデル化し、光学的欠陥層と電気的構造遷移層との違いを同定した。また、研究協力者とともに、酸素欠損型欠陥を有する金属系抵抗薄膜における電子伝導の確率的振る舞いをモデル化した。抵抗値分布の実験結果と比較することで、そのモデルの妥当性を検証した。その結果、金属系抵抗薄膜の抵抗値の統計的分布が、伊藤理論に基づく確率過程により予測できることがわかった。さらに研究分担者とともに、誘電泳動力を用いたマイクロ流体デバイス内の粒子整列と分取について、その原理と安定性を数学的に示した上で、実験から性能評価と空間と時間的位置に関するばらつきを求めることができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
誘導結合型プラズマによる欠陥形成過程に対する確率過程の適用は完了していないが、プラズマ曝露による欠陥形成のデータ収集および電子の伝導機構に対する伊藤理論によるモデル化、ならびにマイクロ流体デバイスにおける分取に対する基本モデル構築は計画通り進捗している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
単結晶シリコン基板および絶縁膜に対し、プラズマ曝露により形成される欠陥の動的振る舞いを予測するモデルの構築を目指し、実験データを継続して収集する。一方で、計算科学からのアプローチを進め、それら欠陥の離散的形成過程や動的振る舞いの理論的検証のためのフレームワークを構成する。さらに、研究分担者とともに、整列における粒径や細胞形状が位置決めに与える影響を測定する。また、得られた位置に関する確率密度分布を求め数学的モデルの導出を図る。さらに拡散場が支配的となるタンパクや高分子の輸送と整列について測定を行い、同様の解析が適用可能かを検証する。また、研究協力者とともに、継続して酸素欠損型欠陥を有する金属系抵抗薄膜における電子伝導の確率的振る舞いに着目し、今年度の成果を発展させ、その時間発展（信頼性予測）のモデル化に取り組む。これらの取り組みを通して、確率過程に基づいたナノ構造体における欠陥の動的振る舞いの予測手法を構築し、将来の欠陥制御型プロセス設計手法への応用展開を目指す。
|
| Causes of Carryover |
当初、計算機PC購入を当該年度に計画していたが、研究を遂行する上で、平成28年度は実験データ収集に注力することとした。そのため、平成28年度は実験用消耗品およびプラズマ曝露チャンバー用排気ポンプ（備品）購入に予算を充当し、計算機PCは平成29年度に購入することとした。また、研究成果発表や学会参加のための出張旅費も、国内開催の国際学会への旅費のみにとどめた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度以降は、計算機PC購入と実験用消耗品、そして、成果発表のための海外出張旅費に予算を充当する予定である。一方で、計算機PC用ソフトウエアや実験用消耗品の購入を優先するために、他の実験で利用している装置を有効活用できるかどうかを判断しながら、研究活動を進める予定である。
|
-
-
[Presentation] True Random Number Generator using Current Difference based on a Fractional Stochastic Model in 40-nm Embedded ReRAM2016
Author(s)
Z. Wei, Y. Katoh, S.Ogasahara, Y. Yoshimoto, K. Kawai, Y. Ikeda, K. Eriguchi, K.Ohmori,S. Yoneda
Organizer
IEEE International Electron Device Meeting (IEDM) 2016
Place of Presentation
San Francisco, CA, USA
Year and Date
2016-12-03 – 2016-12-07
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
