
327
А.В. ЗВЕРЕВ, Н.Л. ШВАРЦ, З.Ш. ЯНОВИЦКАЯ
Институт физики полупроводников сибирского отделения РАН, Новосибирск
МОНТЕ-КАРЛО МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА
НАНОСТРУКТУР С АЛГОРИТМОМ ПЛАНИРОВАНИЯ
СОБЫТИЙ НА ШКАЛЕ ВРЕМЕНИ
Разработан программный пакет SilSim3D для моделирования методом Монте-
Карло кинетики роста, испарения и отжига тонких слоев на твердых подложках на
основе оригинального алгоритма планирования событий на реальной шкале вре-
мени. Модель позволяет имитировать разнообразные технологические процессы
наноэлектроники в многокомпонентных физико-химических системах с числом
частиц более 10
7
за промежутки времени сопоставимые с экспериментом. В дан-
ной работе в качестве примера приведено исследование начальных стадий процес-
са послойного атомного осаждения.
Моделирование кинетики роста тонких слоев и наноструктур на их ос-
нове позволяет разобраться в ключевых атомарных процессах, опреде-
ляющих морфологию, структуру и другие свойства нанообъектов. Вычис-
лительный эксперимент может сократить поиск оптимальных технологи-
ческих режимов, получить ответы на вопросы, не доступные для реально-
го эксперимента, а также предсказать новые явления.
В
данной работе представлен программный пакет SilSim3D, созданный
для имитации нескольких ключевых технологических процессов нано-
электроники: молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE), химическое осаж-
дение из газовой фазы (CVD), послойное атомное осаждение (ALD). Ори-
гинальный алгоритм планирования событий на реальной шкале времени
позволяет моделировать на атомном уровне поведение многокомпонент-
ной системы, содержащей более 10
7
частиц, за реальные времена. Воз-
можно моделирование систем, содержащих до 7-ми компонент различной
химической природы с разной валентностью. Моделирование роста слоев
в процессе осаждения веществ из газовых потоков, а также испарения и
преобразований при высокотемпературных отжигах возможно с учетом
химических реакций с образованием твердых и летучих компонент. Пакет
представляет собой виртуальный
технологический комплекс. Он включа-
ет в себя основную счетную программу, имитирующую заданный техно-
логический процесс, программы визуализации модельной системы в виде
компьютерного фильма, программы анализирующие состав и морфоло-
гию модельного слоя, интерфейс для задания параметров системы и тех-
нологического процесса, а также программы создания исходных подло-
жек с заданной кристаллографической
структурой и ориентацией, соста-