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2012 Fiscal Year Annual Research Report

シリコンのプラズマCVD薄膜生成におけるエピタキシャル成長の分子動力学法解析

Research Project

Project/Area Number 23656143
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

澁田 靖  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (90401124)

Keywords分子動力学法 / シリコン / エピタキシー / CVD / ナノクラスター
Research Abstract

本研究では,シリコンのプラズマCVD薄膜生成における初期クラスター形成過程を分子動力学(MD)法により解析し,エピタキシャル成長最適条件を導くこと研究目的とし,メソプラズマにおいて,X線小角散乱その場計測により得られた数nmのナノクラスターの存在と低温高速高品質エピタキシャル成長との相関関係を基に,これまで申請者が独自に開発してきたナノクラスターと基板の相互作用を一意に取り扱えるMDモデルを拡張し,クラスター構成原子が衝突・拡散・エピタキシャル成長する全過程を解析した.
具体的に,平成23年度は,Lennard-Jonesポテンシャルを用い,まず気相Siが凝集する過程の計算を行い,冷却速度・気相Si密度と得られるSiクラスターサイズの相関性について考察した.さらに得られた典型的なSiクラスター構造を初期構造とし,Siナノクラスターの基板への衝突過程の計算を行い,温度・サイズ依存性について検討した.高温・小さいクラスターほどエピタキシャル成長しやすいことを直接確認できた.この知見をまとめ雑誌「Journal of Applied Physics」に投稿し,掲載された.また本結果を国際会議IUMRS-ICA 2011で発表し,Outstanding Poster Awardを受賞した.
平成24年度は,三体ポテンシャルであるTersoffポテンシャルを用い,SiクラスターがSi(100)基板に対してエピタキシャル成長する過程を解析した.この知見を雑誌「Chemcal Physics Letters」に投稿し,掲載された.さらに,Hの影響を調べるべく,
Si-HクラスターとSiクラスターによりエピタキシャル成長過程を比較した.この結果をまとめ,論文投稿する予定である.

  • Research Products

    (3 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Nanocluster dynamics in fast rate epitaxy under mesoplasma condition2013

    • Author(s)
      L.W. Chen, Y. Shibuta, M. Kambara, T. Yoshida
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 564 Pages: 47-53

    • DOI

      doi:10.1016/j.cplett.2013.02.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular dynamics simulation of Si nanoclusters in high rate and low temperature epitaxy2012

    • Author(s)
      L.W. Chen, Y. Shibuta, M. Kambara, T. Yoshida
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 111 Pages: 123301

    • DOI

      doi:10.1063/1.4729057

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nanocluster dynamic simulation during high rate epitaxial deposition under mesoplasma condition2012

    • Author(s)
      L.-W. Chen, Y. Shibuta, M. Kambara, T. Yoshida
    • Organizer
      11th APCPST + 25th SPSM
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      20121002-20121005

URL: 

Published: 2014-07-24  

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