氏名 : 山本 芳裕 (28167195)
所属 : 白石研
題目 : 数値計算を用いたGaN結晶成長のへの流れの影響に対する研究
概要 :
青色発光ダイオードの原料として使用されている窒化ガリウム(GaN)は、次世代半導体材料としての利用が期待されています。窒化ガリウムは、一般に使用されているケイ素(Si)と比べ、高温、高耐圧、高速で動作することが可能です。しかし、現在の製造環境では品質、サイズ、結晶成長速度が製品化するレベルに達していません。GaN結晶成長の装置設計のためにはガスの制御が重要です。MOVPE法のGaNの数値シミュレーションは、設計のための強力かつ効率的なツールです。GaN結晶製造において、原料ガスGa(CH3)3、NH3をキャリアガスH2、N2で基板上に輸送します。輸送中にGa(CH3)3とNH3からGaが生成され、高温部である結晶基板上でGaNが生成されます。結晶成長は熱力学的な駆動力に支配されています。流体による分圧から駆動力を求めることで、流体力学と熱力学解析を組み合わせました。GaNの結晶成長では、結晶成長による密度変化があり、音速と比べて速度は非常に遅いので、低マッハ数近似の基礎方程式を用いました。空間離散化は二次精度中心差分、時間離散化は一次精
度陽的オ
イラー法を用いました。流入速度を変化させることで、結晶成長に適した条件を求めることを可能としました。
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