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J-GLOBAL ID：201802281093114711   整理番号：18A0175028

水素化アモルファスシリコンの表面酸化起因真性応力の分子動力学解析

Molecular Dynamics Simulation for Intrinsic Stress Caused by Surface Oxidation on Hydrogenated Amorphous Silicon

著者 (7件)： 田村陽平 (東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻) ,  高本聡 (東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻) ,  今泉俊介 (東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻) ,  齋藤玲子 ((株)東芝 生産技術センター) ,  伊藤祥代 ((株)東芝 生産技術センター) ,  波田野明日可 (東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻) ,  泉聡志 (東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻)
資料名： 材料  (Journal of the Society of Materials Science, Japan)
巻： 66  号： 12  ページ： 950-956(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： F0385A  ISSN： 0514-5163  CODEN： ZARYA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 半導体シリコン微細パターンの構造的安定性の欠如は,横うねり座屈を誘起すると報告されている。我々の以前の報告では,アモルファスシリコンの表面上の酸化膜の真性応力が,座屈破壊を誘起する圧縮応力を生成することを明らかにした。しかし,実際のアモルファスシリコンは,水素原子を含んでいる。本研究では,水素化アモルファスシリコンにおける表面酸化膜形成を実現し,表面酸化による水素濃度と真性応力との関係を明らかにした。その結果,水素濃度に関わらず,表面酸化層は水素原子を含まなかった。また,酸化プロセスが完了していないサブオキシサイド層に真性応力が発生することが分かった。水素濃度が増加すると,圧縮応力の積分値は直線的に減少した。水素濃度が25%で,おおよそ応力は約30%減少した。応力の減少は,水素原子に起因して粗いシリコン構造により生じ,結果的に表面酸化による歪みの放出をもたらす。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： ケイ素 ,  半導体 ,  *アモルファスシリコン ,  座屈 ,  酸化膜 ,  *内部応力 ,  破壊 ,  水素 ,  圧縮応力 ,  *分子動力学 ,  プラズマエッチング ,  計算機シミュレーション ,  解析モデル
準シソーラス用語： 半導体シリコン ,  水素原子 ,  水素濃度 ,  *表面酸化

著者キーワード (7件)： Molecular dynamics ,  Semiconductor device ,  Intrinsic stress ,  Micropatterning ,  Amorphous silicon ,  Plasma etching ,  Silicon dioxide film

分類 (4件)： 非晶質半導体の構造  (BK04030O) ,  酸化物薄膜  (BK14050P) ,  分子間相互作用  (BH07020P) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H)

引用文献 (17件)：

• 1) M. Darnon, T. Chevolleau, O. Joubert, S. Maitrejean, J. C. Barbe and J. Torres,”Undulation of sub-100 nm porous dielectric structures : A mechanical analysis”,Applied Physics Letters, Vol. 91, No. 19, 94103 (2007).
• 2) H. Tanaka, T. Hidaka, S. Izumi and S. Sakai, ”Onset of wiggling in a microscopic patterned structure induced by intrinsic stress during the dry etching process”, ASME Journal of Applied Mechanics, Vol.81, No.9, 091009 (2014).
• 3) H. Tanaka, M. Inoue, S. Takamoto, A. Hatano and S. Izumi, “Analysis of oxidized film formation and evaluation of intrinsic stress in a-Si layer of semiconductor microscopic patterned structures using molecular dynamics method”, Journal of the Society of Materials Science, Japan, Vol. 65, No.2, pp. 127-134 (2016).
• 4) Eric Johlin, Nouar Tabet, Sebastian Castro-Galnares, Amir Abdallah, Mariana I. Bertoni, Tesleem Asafa, Jefferey C. Grossman, Syed Said and Tonio Buonassisi, “Structural origins of intrinsic stress in amorphous silicon thin films”, Physical Review B, Vol. 85, 075202 (2012).
• 5) K. Tanaka, E. Maruyama, T. Shimada, H. Okamoto, “Amorphous silicon”, (1993), Ohmusha.

タイトルに関連する用語 (6件)： 水素化アモルファスシリコン ,  表面酸化 ,  起因 ,  応力 ,  分子動力学 ,  解析