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

2002 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): 萩原 洋一 東京農工大学, 総合情報メディアセンター, 助教授 (40218392) ; 熊谷 義直 東京農工大学, 工学部, 講師 (20313306)
• Keywords: インターネット / 計算機能を有するデータベース / Web / 熱力学解析 / 気相成長 / 化合物半導体 / 気相エピタキシャル成長

Research Abstract

気相エピタキシャル成長は化合物半導体の電子デバイス・光デバイスの作製に無くてはならない結晶成長方法である。この薄膜成長法は希薄原料を気相から供給し、目的とする高品質な結晶を融点以下の温度で成長する方法である。
本申請研究では、研究者あるいは結晶成長技術者が各自の成長装置にマッチした成長条件を入力することにより、各々に対応した気相-固相関係がインターネットを通してその場で得られるシステムの構築を目的とした。特に本研究では、これまで我々が構築してきたGaN, InGaN, AlGaNなどの窒化物半導体システムに各気相分子種の分圧の表示機能の付加、さらに、窒化物以外のInGaAsP, InAsAs, InGaPなどの光情報処理に不可欠な化合物の計算機能の付加を目的とした。
このような「計算サービス」を行うに至った経緯は次のようである。上述のように我々は化合物半導体の熱力学解析を通して、反応過程や気相-固相関係を明らかにしてきたが、一方、世界各地の研究者から各自の成長条件での計算の依頼が多くなされた。このような要望に応えるために、本申請のインターネットを利用した「計算サービス」の構築に着手した。
化合物半導体の気相成長に関する研究は業績リストに示した通り、殆どのIII-V族半導体およびII-VI族半導体に対して解析を進めた。また、成長方法もハロゲン系気相エピタキシー法、有機金属気相エピタキシー法、分子線エピタキシー法と全ての気相から原料を供給する成長法に適応している。さらに、最終年である本年度は、高速な計算手法の開発を手がけ、大量の計算を処理できるシステムの再構築が可能になった。この新しい手法により、これまでの約100倍早い解析が可能になる。本研究では、現在の窒化物半導体のみならず、より多くの化合物半導体への適応しており、これにより、現システムが化合物半導体全てを網羅する「計算サービス」拠点になるものと期待される。

Research Products

• [Publications] Akinori KOUKITU: "Surface polarity dependence of decomposition and growth of GaN studied by in situ gravimetric monitoring"J.Cryst.Growth. 246. 230-236 (2002)
• [Publications] Yoshihiro KANGAWA: "Influence of lattice constraint from InN and GaN substrate on relationship between solid composition of In_xGa_<1-x>N film and input mole ratio during molecular bean epitaxy"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. L95-L98 (2003)
• [Publications] Yoshihiro KANGAWA: "Thermodynamic study on compositional instability of InGaN/GaN and InGaN/InN during MBE"Appl.Surf.Sci.. (印刷中). (2003)
• [Publications] Takehiro HASEGAWA: "A quadratic convergence method for MOVPE thermodynamic analysis"J.Crysta.Growth. 237-239. 1603-1609 (2002)