量子分子動力学による多成分系CVDの反応解析と初期成膜シミュレーション

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量子分子動力学による多成分系CVDの反応解析と初期成膜シミュレーション

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Micro-scale reaction analysis for multicomponent CVD and numerical study for initial stage of CVD film growth
責任表示:
佐藤 恒之(九州大学・機能物質科学研究所・助教授)
SATO Tsuneyuki(九州大学・機能物質科学研究所・助教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1995-1996
概要(最新報告):
本研究は、合目的的なCVD装置設計および操作条件の最適化法を確立する手段の一つとして考えているCVDの反応工学的解析の一環として、主にCVD反応機構のモデル化を試みたものである。本研究では、特に、多成分系のCVD反応機構を考察することを目的として、基礎データの収集のための成膜実験ならびに、分子動力学やモンテカルロ法に基づくミクロレベルでのCVD成膜機構の理論的解析に取り組んだ。管型ホットウォールCVD反応器を用い、有機金属錯体を原料としてイットリア安定化ジルコニア(YSZ)薄膜の成膜実験を行った。気相および表面反応速度定数の決定を行うとともに、膜性状を詳しく分析した。反応器全長に亘る成膜速度分布ならびにシリコンチップ上のミクロトレンチ上の成膜形状から成膜挙動を解析した。モンテカルロ法により2成分同時CVD時の成膜挙動を検討し、単成分成膜時との違いを検討した。また初期成膜機構に関して、分子動力学法に基づく解析に着手した。以下得られた結果を示す。 (1)膜組成分析結果より、膜中のジルコニア、イットリアの組成比は一定ではなく分布を示すことがわかった。このことより原料の気相反応により生ずるそれぞれの成膜中間体同士の気相におけるアダクト生成は、本系では無視し得ることがわかった。 (2)単成分系において決定した、それぞれ単成分系での気相反応速度ならびに表面反応速度定数を用いて、2成分同時成膜速度の予測を行い、実験結果との比較を行った。その結果、単成分に対する成膜速度の線形結合を仮定して算出した2成分成膜速度の計算結果が実験結果を概ね表現した。しかしより一層の定量的一致を見るには、本系では、表面反応速度に及ぼす固体表面の影響を原子レベルで検討する等の必要があることがわかった。 続きを見る
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