インターネットを利用する計算機能を有する気相エピタキシャル成長データベースの構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650004
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 纐纈 明伯 東京農工大学, 工学部, 教授 (10111626)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 義直 東京農工大学, 工学部, 講師 (20313306) ; 萩原 洋一 東京農工大学, 総合情報処理センター, 講師 (40218392)
• Keywords: 化合物半導体 / 気相成長 / 熱力学解析 / 窒化物 / データーベース / 光デバイス / 電子デバイス / インターネット

Research Abstract

青紫色発光素子材料として重要なInGaN三元混晶の気相成長において、InN二元化合物半導体の生成の自由エネルギー変化が小さいために、原料供給比[In/(In+Ga)]と固相組成の関係は気相成長条件に大きく影響される。さらに、InGaN三元混晶を構成するInNとGaNとの混合のエンタルピーが大きいため、In>0.2の固相には混晶組成に揺らぎが存在する組成不安定領域が存在する。
一方、気相成長では温度、種々の原料濃度、原料送入比など非常に多くの成長条件が存在する。実際の成長条件下での原料送入比と固相組成の関係を前もって知ることは成長の精密な制御および均一な高晶質結晶の実現のために重要なことである。本研究では気相-固相関係を明らかにするための熱力学モデルによる解析法の確立、さらに、世界中の研究者が個々の成長条件下で気相-固相関係を求められるようにインタラクティブな熱力学解析システムの構築を目指した。
本年度は窒化物三元系の熱力学解析システムが完成し、InGaN, AlGaNおよびAlInNの計算がWebを通じて利用可能となった。窒化物の二元化合物の生成の自由エネルギー変化の序列はAlN>GaN>>InNであり、これを反映した気相-固相関係が得られた。また、窒化物三元系における不安定組成領域はAlN-GaN系では存在しなく、それ以外ではAlN-InN系>GaN-InN系の順に大きな領域が存在することが明らかになった。

Research Products

• [Publications] A.Koukitu: "Thermodynamics on halide vapor-phase epitaxy of InN using Incl and InCl_3"J.Cryseal Growth. 222. 118-124 (2001)
• [Publications] A.Koukitu: "Ab initio calculations os GaN Initial growth processes on GaAs(111)A and GaAs(111)B Sourfaces"phys. stat. sol. 188. 553-556 (2001)
• [Publications] A.Koukitu: "Thermodynamics on tri-halide vapor-phase epitaxy of GaN and In_x Ga_<1x>N using CaCl_3 and InCl_3"J.Cryseal Groweh. 231. 57-67 (2001)
• [Publications] A.Koukitu: "Comparison of GaN Buffer Layers grown on GaAs (111)A and (111)B Surfaces"phys. stat. sol. 188. 549-552 (2001)
• [Publications] A.Koukitu: "Influence of Polarity on surface Reaction between GaN{0001} and Hydrogen"phys. stat. sol. 228. 537-541 (2001)