| 研究分担者 |
宮本 明 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (50093076)
高羽 洋充 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80302769)
畠山 望 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50312666)
鈴木 愛 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (40463781)
三浦 隆治 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00570897)
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| 研究概要 |
半導体配線材料のエレクトロマイグレーション(EM)現象を電子・原子レベルで扱うため申請者らが予備的に開発してきた電子wind forceの効果を考慮するアルゴリズムは,(1)超高速化量子分子動力学シミュレータを用いて配線材料の電子密度空間分布を算出,(2)電気伝導シミュレータに展開し電子流分布を計算,(3)得られた電子流分布に従って原子に作用するクーロン力を調節する,という流れになる.本年度は,前年度までに精密化・定量化を進めた電子wind force効果による原子移動アルゴリズムを用いて,下記2項目を検討した:
(1)半導体配線材料大規模におけるEM現象ダイナミクスの電子レベル解明:これまで開発を進めてきた,自動化超高速化量子分子動力学シミュレータの改良を進め,さらに動作検証を深めた.改良した超高速化量子分子動力学シミュレータにより,寿命が既知の材料について配線材料の大規模モデルにおけるEM現象ダイナミクスの解析を行い,適用可能性を検証した.超高速化量子分子動力学シミュレータで得られる知見から,原子の移動確率をアレニウスの式によって算出し,以下の実スケールシミュレータに反映した.
(2)新規配線材料寿命予測シミュレータの開発:予備開発済みの実スケール配線EMシミュレータにおける原子移動確率に,電子・原子レベルで得られる情報を採用することで,定量的な配線材料寿命予測を可能とする量子論に基づく新規シミュレータ,および配線材料の実スケールモデリングなどを可能とするソフトウェア類の改良を進めた.寿命が既知の配線材料について,実験値と比較してシミュレータの適用可能性を検証した.
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