初期ひずみを用いた薄膜内部応力の解析

本例題について

• SiGe層上にSi薄膜層を製膜したときに、両者の格子の不整合によりSi層に発生する応力を解析した例を示します。

• 格子不整合度 ＝  {（薄膜の格子定数） – （基板の格子定数）} / (基板の格子定数)が
  -0.1%のときに、Si層に発生する引張応力を解析します。
  SiGe層に比べSi層の格子定数の方が小さく、格子不整合度は負の値となっています。

• 表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。

解析空間

解析条件

薄膜という非常に薄いものの解析を行うため、単位はμmとします。

モデル図

厚み0.1μm、厚み0.01μmの直方体ソリッドボディ を定義し、それぞれに、ボディ属性 SiGe層

、Si層を設定します。

BODY属性および材料定数の設定

※材料データベースを利用

Si層の初期ひずみタブで、格子不整合度-0.1% を軸ひずみ-0.001として入力します。

Si層は、解析時に、作成したモデルに対して0.1%小さいサイズに変形します。

解析結果

最大主応力のコンター図を示します。

格子のミスマッチにより、基板が反り、Si層に引張応力が発生している様子が分かります。