その場観察法による各種半導体材料の固液界面不安定化現象の解明と高温物性値の決定

利用原位观察方法阐明各种半导体材料的固液界面失稳现象并确定高温物理性能

• 批准号: 21H04658
• 负责人: 藤原 航三
• 金额: $ 27.29万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04658/
• 关键词: 固液界面; 半導体; 融液成長; その場観察; 結晶粒界; ファセット

純Sbおよび混晶半導体BixSb1-xの固液界面不安定化現象の直接観察実験を行った。三方晶系の結晶構造を有する純Sbにおいては、固液界面不安定化が生じる臨界成長速度の異方性が大きいことが明らかとなった。c軸と垂直な方向の固液界面においては、不安定化が生じる臨界成長速度がc軸と平行な方向の固液界面に比べて約1.7倍大きくなることが分かった。この原因として、熱伝導率の異方性の影響が大きいことが示唆された。また、Sbリッチ側のBixSb1-xの固液界面不安定化過程を直接観察することに成功した。不安定化後にBiリッチな融液がセル状固液界面の谷部分に局所偏析することにより再融解することが明らかとなった。さらに、化合物半導体InSbの固液界面観察実験にも着手した。面方位を制御した種結晶からの一方向凝固実験を行うために、炉内温度勾配等の実験条件について検討を行った。所望の面方位を有する固液界面を観察するための条件出しが終了した。今後、所望の面方位を有する固液界面における不安定化現象の観察実験を行う。純Siにおける成長速度の異方性を明らかにする実験も行い、｛110｝固液界面の成長速度が｛111｝固液界面の成長速度より大きいことを実験的に初めて示した。さらに、新規に導入した結晶成長装置を用いて、化合物半導体CdTeのバルク結晶成長実験を行い、2インチφのCdTeバルク多結晶が得られた。現在、一方向凝固に伴う多結晶組織の変化について解析中である。

"Sb", "mixed crystal semi-bulk BixSb1-x", "solid-liquid interface instability" like "direct observation", "line". The results of the trigonal crystal system show that the growth rate of the solid-liquid interface is unstable, and the growth rate of the solid-liquid interface is very high. The growth rate of the solid-liquid interface in the vertical direction is 1.7 times larger than that in the parallel direction. The reason, the rate, the nature, the cause, the rate, the cause, the rate and the rate. The process of destabilizing the solid-liquid interface of BixSb1-x is directly monitored by means of monitoring the success of the process. After destabilization, the Bi liquid, the liquid, the solid-liquid interface, the valley part of the solid-liquid interface, the liquid, the liquid, the solid-liquid interface, the liquid, the solid-liquid interface, the solid-liquid interface, the liquid, the solid-liquid interface, the solid-liquid interface, the liquid, the liquid, the solid-liquid interface, the liquid, the liquid, the solid-liquid interface, the solid-liquid interface, the liquid, the solid-liquid interface, the solid-liquid interface, the liquid, the solid-liquid interface, the The solid-liquid interface of the compound semicarbonate InSb was observed. In-plane azimuth control and control of solidification in one direction, temperature matching in the furnace and other temperature conditions are very important. In the desired "face orientation", there is a "solid-liquid interface" to observe the conditions. From now on, there will be "solid-liquid interface", "uneasy stabilization" and "observation" in the "face orientation". The growth rate of the solid-liquid interface depends on the growth rate of the Si interface. the growth rate of the solid-liquid interface is different from that of the solid-liquid interface. The microstructure and the new specification are introduced into the growth device of the crystal growth device, the compound semi-perovskite CdTe crystal is used to grow the crystal, and the multi-crystal of the compound semi-perovskite CdTe crystal is obtained at the temperature of 2 ℃. At present, unidirectional solidification is in the process of analyzing the microstructure of multi-crystal.

项目成果

Dynamics at the crystal melt interface during the directional solidification of mc Si

多晶硅定向凝固过程中晶体熔体界面的动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Marta Villa de Toro Sanchez;K. M. Kojima;M. Shoji;M. Miyahara;M. Tanaka;R. Honda;T. Ishida;Alexandre Lira Foggiatto，國井創大郎，三俣千春，小嗣真人;湯川博;K. Sasaki;田村怜央，関亜美，千田太詩，新堀雄一;Kozo Fujiwara
• 通讯作者: Kozo Fujiwara

Instability of crystal/melt interface of Si and Si1-xGex

Si 和 Si1-xGex 晶体/熔体界面的不稳定性

• 发表时间: 2023
• 作者: 岡﨑宏之;出崎亮;越川博;松村大樹;山本春也;八巻徹也;Kozo Fujiwara
• 通讯作者: Kozo Fujiwara

Twin boundary formation at a grain-boundary groove during the directional solidification of InSb

InSb定向凝固过程中晶界槽处孪晶界的形成

• DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2021.126403
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Crystal Growth
• 影响因子: 1.8
• 作者: Keiji Shiga;AtsukoTakahashi;Lu-Chung Chuang;Kensaku Maeda;Haruhiko Morito;Kozo Fujiwara
• 通讯作者: Kozo Fujiwara

In-situ observation of crystal/melt interface morphology during directional solidification of semiconductor materials

半导体材料定向凝固过程中晶体/熔体界面形貌的原位观察

• 发表时间: 2023
• 作者: Izuru Ohki;Kohki Morita;Norikazu Mizuochi;Kozo Fujiwara
• 通讯作者: Kozo Fujiwara

Iterface kinetics at {100}, {110}, and {111} silicon planes during melt-growth process

熔融生长过程中{100}、{110}和{111}硅面的界面动力学

• 发表时间: 2023
• 作者: Shashank Shekar Mishra;Lu-Chung Chuang;Jun Nozawa;Kensaku Maeda;Haruhiko Morito;Kozo Fujiwara
• 通讯作者: Kozo Fujiwara