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デンドライト成長を利用した完全配向半導体バルク多結晶の成長技術の開発

利用枝晶生长开发完美取向半导体块状多晶的生长技术

基本信息

批准号：
17656223
负责人：
藤原航三
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、一方向成長キャスト法において成長初期過程にデンドライト結晶をルツボ壁に沿って成長させ、このデンドライト結晶上面にSiバルク多結晶を成長させる「デンドライト利用キャスト法」により、粒方位、粒サイズ、粒界性格を制御した太陽電池用Siバルク多結晶を作製することを目的としている。本年度は、キャスト成長の初期過程にデンドライト成長を効率的に発現させるために、第二元素としてGeを微量添加することを着想した。融液成長過程のその場観察装置を用いて、Si融液およびSiGe融液からの結晶成長過程を直接観察し、成長様式を比較した。Geを微量添加することによって、純Si融液の場合に比べてデンドライト成長が起こりやすくなり、かつ、デンドライト結晶のサイズも大きくなることが明らかとなった。これは、Geを添加することで融液中に組成的過冷却が生じたためであると考えられる。この知見をベースとして、キャスト成長においてもSiにGeを微量添加して5cmφ×3cmのバルク多結晶インゴットの成長を行った。Geを添加しない場合は、{112}面に配向したインゴットが得られたが、Geを添加したインゴットにおいては、{110}面に80%以上配向したバルク多結晶インゴットが得られた。これは、キャスト成長初期に、ルツボ底面に沿って<112>方向に伸びるデンドライトが多数成長したためである。このように、Geの微量添加により、バルク多結晶インゴットの組織制御が可能であることを実証し、特定の結晶方位に配向したバルク多結晶インゴットを実現した。

In this study, the growth method in one direction is used to control the growth of Si polycrystals for solar cells. This year, the growth rate of Ge in the early stage of the growth process is considered. The field observation device for melt growth process was used to directly observe the crystallization growth process of Si melt and SiGe melt, and the growth model was compared. In the case of pure Si melt with trace addition of Ge, the growth of Ge is more obvious than that of Si melt. In addition, Ge is added to the melt to form supercooling. The growth of Si and Ge in the crystal layer was studied by adding trace amounts of Ge to the crystal layer. Ge is added to the {112} plane and the {110} plane is aligned to more than 80%. In the early stage of growth, the bottom of the tree extends along the direction of the tree<112>. The micro-addition of Ge in the crystal structure can be realized by the specific crystal orientation.

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

半導体バルク多結晶の作製方法

半导体块状多晶的制造方法

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Directional growth method to obtain high quality polycrystalline silicon from its melt

DOI：
10.1016/j.jcrysgro.2006.04.016
发表时间：
2006-07
期刊：
Journal of Crystal Growth
影响因子：
1.8
作者：
K. Fujiwara;W. Pan;Kohei Sawada;M. Tokairin;N. Usami;Y. Nose;A. Nomura;T. Shishido;K. Nakajima-K.-Na
通讯作者：
K. Fujiwara;W. Pan;Kohei Sawada;M. Tokairin;N. Usami;Y. Nose;A. Nomura;T. Shishido;K. Nakajima-K.-Na