平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 東京大学
 
2.研究領域 理工
 
3.研究分野 次世代プロセス技術
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96P00402
 
6.研究プロジェクト名 材料プロセスにおける異常成長の制御

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
小宮山 宏 コミヤマ ヒロシ 大学院工学系研究科 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
奥山 喜久夫 オクャマ キクオ 広島大学・大学院工学研究科 教授
松方 正彦 マツカタ マサヒコ 早稲田大学・理工学部 助教授
江頭 靖幸 エガシラ ヤスユキ 大阪大学・大学院基礎工学研究科 助教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
島田 学 シマダ マナブ 広島大学・大学院工学研究科 助教授
舟窪 宏 フナクボ ヒロシ 東京工業大学・大学院総合理工学研究科 助教授
野田 優 ノダ スグル 東京大学・大学院工学系研究科 助手

10.研究成果の概要

材料プロセスにおいては、しばしば「異常成長」と呼ばれる望ましくない構造が現れ、その膨大な実験的知見は、通常失敗例として扱われ無秩序に散在している。しかしながら異常の制御は重要な技術課題であり、さらに、異常に成長機構が顕在するとの観点では、その解明は新たな形態制御の指針を与えると期待される。本プロジェクトでは異常成長の機構・対策を明らかにするととともに、材料形態制御の為の知識基盤の構築を目指した。
 プロジェクト開始にあたり、異常成長事例を700件以上収集し、仮分類・分析を行った。抽出される典型例を要素研究の対象とし、その機構や対策を実験的・理論的に明らかにするとともに、異常を再現できるコンピュータシミュレーターを開発した。しかしながら、全ての事例に関して、その機構や対策を明らかにするのは不可能に近い。上述の仮分類と分析から、成長機構(プロセス)と形態との相関が強い事が分かり、全ての事例に関して電子顕微鏡写真等で形態の情報が得られる。形態に関する軸で構成した「形態空間」を考え、ほぼ全ての形態・事例の整理を可能にした。プロセスに関しても、同様に要素を抽出し、要素でプロセスモデルを再構成することで共通性を持たせ、ディレクトリー構造に整理した。詳細な形態を大まかな形態にグルーピングすると、対応するプロセスを絞り込めるため、全ての事例を緩いながらも多対多で形態を介してプロセスに接続し、詳細が判明している場合は1対1で厳密に接続した。
 材料プロセスをプロセス−構造−機能と捉えると、ここではプロセス−構造(形態)−事例を接続したと位置付けられる。上述の知識構造に従ってコンピュータ環境に実装し、異常成長対策や材料の形態発現の学習等に利用できるシステムとして、インターネット上“http://www.a-growth.t.u-tokyo.ac.jp/”に公開した。

11.キーワード

(1)材料プロセス、(2)異常成長、(3)知識基盤
(4)エキスパートシステム、(5)実験事実、(6)成長機構
(7)対策、(8)シミュレーション、(9)形態

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
小宮山宏 化学気相成長(CVD)の合理的設計
雑誌名 発行年 ページ
応用物理 66 1997 1115-1119

著者名 論文標題
M. Ishikawa Initial growth of chemical-vapor deposited SiO2
雑誌名 発行年 ページ
J. Appl. Phys. 82 1997 2655-2661

著者名 論文標題
石川正彦 TEOS/O_3系常圧熱CVDによるSiO_2 初期成膜過程のAFM・XPSによる観察と形態変化メカニズム
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 23 1997 644-651

著者名 論文標題
E. Kikuchi Synthesis of a Zeolitic Thin Layer by a Vapor-phase Transport Method: Appearance of a Preferential Orientation of MFI Zeolite
雑誌名 発行年 ページ
Micropor. Mater. 11 1997 107-116

著者名 論文標題
N. Nishiyama FER Membrane Synthesized by a Vapor-phase Transport Method: Its Structure and Separation Properties
雑誌名 発行年 ページ
Micropor. Mater. 12 1997 293-303

著者名 論文標題
K. Okuyama Gas-Phase Nucleation in APCVD Thin Film Formation Process Using Tetraethylorthosilicate (TEOS)/O2 System
雑誌名 発行年 ページ
AIChE J. 43 1997 2688-2697

著者名 論文標題
T. Seto Sintering of Polydisperse Nanometer-Sized Agglomerates
雑誌名 発行年 ページ
Aerosol Sci. Techn. 27 1997 422-438

著者名 論文標題
T. Takahashi The Effects Gas-Phase Additives NH3, NO and NO2 on SiH4/O2 Chemical Vapor Deposition
雑誌名 発行年 ページ
J. Electrochem. Soc. 145 1998 1070-1075

著者名 論文標題
D. Cheng Surface Protrusions of Chemical Vapor Deposited TiN Films Caused by Cu Contamination of Silicon Substrates
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 37 1998 L607-L609

著者名 論文標題
K. Nishioka Growth mechanism of PbTiO3 films by metal organic chemical vapor deposition from Pb(DPM)2, Ti(DPM)2 (i-OPr)2 and O2
雑誌名 発行年 ページ
J. Mater. Sci. Lett. 17 1998 1653-1655

著者名 論文標題
T. Takeuchi A Kinetic Study of the Chemical Vapor Deposition of Silicon Carbide from Dichlorodimethylsilane Precursors
雑誌名 発行年 ページ
J. Electrochem. Soc. 145 1998 1277-1284

著者名 論文標題
P. R. H. Prasad Rao Synthesis of BEA by Dry Gel Conversion and Its Characterization
雑誌名 発行年 ページ
Micropor. and Mesopor. Mater. 21 1998 305-313

著者名 論文標題
瀬戸章文 エアロゾルプロセスによって製造した導電性酸化亜鉛微粒子の形態と電気特性
雑誌名 発行年 ページ
エアロゾル研究 13 1998 337-342

著者名 論文標題
H. Shirakawa Migration-coalescence of nanoparticles during deposition of Au, Ag, Cu, and GaAs on amorphous SiO2
雑誌名 発行年 ページ
J. Nanoparticle Research 1 1999 17-30

著者名 論文標題
K. Tsukamoto Tetraethylorthosilicate Vapor Treatment for Eliminationg Surface Sensitivity in Tetraethylorthosilicatte/O3 Atmospheric-Pressure Chemical Vapor Deposition
雑誌名 発行年 ページ
Electrochem. Solid State Lett. 2 1999 24-26

著者名 論文標題
K. Tsukamoto Morphology Evolution of SiO2 Films Deposited by Tetraethylorthosilicate/O3 Atmospheric-Pressure Chemical Vapor Deposition on Thermal SiO2
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 38 1999 L68-L70

著者名 論文標題
D. Cheng Thermal desorption spectra of SiO2 films deposited on Si and on thermal SiO2 by tetraethylorthosilicate/O3 atmospheric-pressure chemical vapor deposition
雑誌名 発行年 ページ
J. Appl. Phys. 85 1999 7140-7145

著者名 論文標題
T. Matsufuji Crystallization of FER on a Porous Alumina Support by a Vapor-phase Transport Method
雑誌名 発行年 ページ
Micropor. and Mesopor. Mater. 32 1999 159-168

著者名 論文標題
M. Matsukata Conversion of Dry Gel to Microporous Crystals in Gas Phase
雑誌名 発行年 ページ
Topics in Catalysis 9 1999 77-92

著者名 論文標題
T. Fujimoto, Effect of Cluster/Particle Deposition On Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition of SiO2 from Four Gaseous Organic Si-Containing Precursors and Ozone
雑誌名 発行年 ページ
J. Appl. Phys. 85 1999 4196-4206

著者名 論文標題
足立元明 ソースガスのイオン化によるCVD成膜装置内における粒子発生の抑制
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 25 1999 878-883

著者名 論文標題
M. Adachi Film Formation by Motion Control of Ionized Precursors in Electric Field
雑誌名 発行年 ページ
Appl. Phys. Lett. 75 1999 1973-1975

著者名 論文標題
T. Oshika, Unveiling the Magic of H2S on the CVD-Al2O3 Coating
雑誌名 発行年 ページ
Joumal de Physique /V 9 1999 877-884

著者名 論文標題
T. Matsuzaki Preparation and Characterization of Pb(Nb, Ti)O3 Thin Films by Metallorganic Chemical Vapor Deposition
雑誌名 発行年 ページ
J. Appl. Phys. 86 1999 4559-4564

著者名 論文標題
K. Nishioka A Model for Predicting Preferential Orientation of Chemical-Vapor-Deposition Films
雑誌名 発行年 ページ
J. Electrochem. Soc. 147 2000 1440-1442

著者名 論文標題
T. Matsufuji Synthesis and Permeation Studies of FER/Alumina Composite Membranes
雑誌名 発行年 ページ
Micropor. and Mesopor. Mater. 38 2000 43-50

著者名 論文標題
T. Matsufuji Separation of Butane and Xylene Isomers with MFI-type Zeolitic Membranes Synthesized by a Vapor-phase Transport Method
雑誌名 発行年 ページ
J. Membr. Sci. 178 2000 25-34

著者名 論文標題
X. Lin, Preparation of Mordenite membranes on a-Alumina Tubular Supports for Pervaporation of Water-Isopropyl Alcohol Mixtures
雑誌名 発行年 ページ
Chem. Comm.,   2000 957-958

著者名 論文標題
M. Adachi Numerical Simulations of Films Formed by Cluster/Particle Co-Deposition in Atmospheric-Pressure Chemical Vapor Deposition Process Using Organic Silicon Vapors and Ozone Gas
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 3542-3548

著者名 論文標題
T. Fujimoto Particle Generation and Thin Film Surface Morphology in Tetraethyl-orthosilicate/Oxygen Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Process
雑誌名 発行年 ページ
J. Appl. Phys. 88 2000 3047-3052

著者名 論文標題
T. Watanabe Orientation Control of Metalorganic Chemical Vapor Deposition-Bi4Ti3O12 Thin Film by Sequential Source Gas Supply Method
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 5211-5216

著者名 論文標題
M. Aratani, Preparation of PbTiO3 Thin Films by Metalorganic Chemical Vapor Deposition and Their Characterization
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 3591-3595

著者名 論文標題
K. Nagashima Improvement of Property of Pb(ZrxTil-x)O3 Thin Film Preperd by Source Gas Pulse-Introduced Metalorganic Chemical Vapor Deposition
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 L996-L998

著者名 論文標題
S. Takami, Computational Chemistry Study on Initial Stages of Nitridation of Silicon Surfaces
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 4443-4446

著者名 論文標題
X-D. Liu Influence of Deposition Temperature on the Microstructure of Pb-Ti-Nb-O Thin Films by Metallorganic Chemical Vapor Deposition
雑誌名 発行年 ページ
J. Electrochem. Soc. 148 2001 C227-C230

著者名 論文標題
M. Aratani Low Temperature Deposition of Pb(Zr, Ti)O3 Film by Source Gas Pulse-Introduced Metalorganic Chemical Vapor Deposition
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 40 2001 L1-L3

著者名 論文標題
K. Tokita Dependence of Crystallorgaphic Orientation for Rhombohedral PZT Thin Films on Their Electrical Properties
雑誌名 発行年 ページ
Ferroelectrics   2001 (inPress)

著者名 論文標題
松川貴, 大泊巌 シングルイオン照射とその応用
雑誌名 発行年 ページ
放射線 23 1997 25-34

著者名 論文標題
原謙一, 大泊巌 シングルイオン注入と電気化学反応を用いたウェハースケールテクノロジー
雑誌名 発行年 ページ
電子情報通信学会信学技報 7 1997 35-40

著者名 論文標題
原 謙一, 大泊 巌 シングルイオン注入と電気化学反応を用いたウェハースケールテクノロジー
雑誌名 発行年 ページ
電子情報通信学会論文誌 J81-C-2 1998 675-679

著者名 論文標題
大泊巌, 嶋田一義, 石丸哲也 Si(111)-n Xn構造についての新しい実験事実とその解釈
雑誌名 発行年 ページ
真空 42 1999 603-607

[図書]
著者名 出版者
Edited by H. Tominaga Wiley and Maruzen
書名 発行年 総ページ数
Chemical Reaction and Reactor Design 1997 403

著者名 出版者
化学工学会 編 化学工業社
書名 発行年 総ページ数
最近の化学工学の進歩49「膜技術の動向と将来展望」 1997 153

著者名 出版者
触媒学会 編 触媒学会
書名 発行年 総ページ数
触媒技術の動向と展望1998 1998 376


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