Разработка прикладного программного обеспечения в области приоритетного направления «Индустрия наносистем и материалов» по критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов»

Разработанное прикладное программное обеспечение (далее - ППО) CollDyn Studio v.1.0 рассчитывает пространственное распределение легирующих примесей в кристаллической подложке с учетом формирования тепловых самоорганизованных наноструктур в ходе высокотемпературных технологических операций микро- и наноэлектроники. В качестве механизмов развития тепловых неоднородностей на наноуровне ППО учитывает короткоживущие высокоэнергетические локальные флуктуации теплового движения атомов согласно теории Ю.Л.Хайта. Также впервые учитывается эффект формирования тепловых наноструктур в динамических условиях внешнего нагрева за счет локальной синхронизации теплового движения атомов.
Программа молекулярно динамического моделирования NanoMDM v.1.0 реализует расчет, визуализацию и сохранение траекторий движения атомов под действием классических потенциалов взаимодействия для кристаллических решеток Si, Ge, Ar в двумерном и трехмерном случаях, расчет кинетической и потенциальной энергии атомов, определение температуры плавления кристаллической решетки.
Программа расчета параметров коллективных эффектов в динамике колебаний атомов NanoSynchro v.1.0 использует оригинальный алгоритм раздельной идентификации различных типов коллективных эффектов: фононных колебаний решетки, локальной синхронизации колебаний атомов и короткоживущих высокоэнергетических флуктуаций. NanoSynchro v.1.0 рассчитывает следующие параметры тепловых наноструктур, формирующихся как результат коллективных процессов: аппроксимацию среднего время жизни, среднего размера, средней мощности в форме нормального и степенных распределений.
Программа моделирования процессов перераспределения легирующих примесей в температурном поле тепловых наноструктур NanoDiffo v.1.0 рассчитывает диффузионно-сегрегационные процессы для двумерной кристаллической решетки, содержащей локальные тепловые источники, параметры которых задаются пользователем, в том числе, по результатам работы программы NanoSynchro. Программа NanoDiffo v.1.0 предназначена как для расчета влияния коллективных эффектов в динамике кристаллической решетки, так и для двумерного моделирования обычных технологических операций микроэлектроники, сопровождающихся явлениями диффузии и сегрегации примеси.
Программа параметризации двумерных и трехмерных наноструктур NanoTopo v.1.0 предназначена для оптимизации параметров технологических процессов на основе количественной оценки параметров перераспределения примесей при различных технологических режимах проведения высокотемпературных операций микро- и наноэлектроники. Параметризация производится с учетом самоподобного и самоаффинного способа формирования самоорганизованных наносистем за счет использования методов фрактальной геометрии и вейвлет-анализа. NanoTopo обеспечивает: выделение характерных масштабов наносистем, расчет фрактальной размерности, показателя Хёрста, мультифрактального спектра размерностей наноструктуры.