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450 mm直径Si単結晶育成における点欠陥の精密制御に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 25390069
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 結晶工学
研究機関岡山県立大学

研究代表者

末岡 浩治  岡山県立大学, 情報工学部, 教授 (30364095)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードシリコン単結晶 / 点欠陥 / 第一原理計算 / 半導体 / 熱応力 / 大口径化
研究成果の概要

450 mm直径の無欠陥Si単結晶の実現に貢献することを目的として,これまで無視されていた熱応力が点欠陥に与える影響について第一原理計算を行った.点欠陥の形成エンタルピーと形成エントロピーを計算し,それらの結果から無欠陥条件に対応するVoronkov の臨界(v/G)値を推定したところ,現実の応力状態に近い平面圧縮応力を仮定した計算値は実験値と見事に一致し,20 MPa程度の熱圧縮応力により無欠陥Si結晶は原子空孔優勢に傾くことがわかった.さらに,450 mm直径の無欠陥Si結晶を達成する結晶育成条件を明示するとともに,熱応力効果を含む結晶成長シミュレータを開発する成果を得た.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 3件、 査読あり 14件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 図書 (4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ゲント大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ワルシャワ工科大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Review: Properties of Intrinsic Point Defects in Si and Ge Assessed by Density Functional Theory2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama, Piotr Spiewak, and Jan Vanhellemont
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 5 号: 4 ページ: P3176-P3195

    • DOI

      10.1149/2.0251604jss

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] シリコン単結晶育成中の点欠陥挙動に与える置換型ドーパントと熱応力の効果2016

    • 著者名/発表者名
      末岡 浩治
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 37 ページ: 116-121

    • NAID

      130005138636

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comment on “Investigations of interstitial generations near growth interface depending on crystal pulling rates during CZ silicon growth by detaching from the melt” by T. Abe et al. [J. CrystGrowth 434 (2016) 128-137]2016

    • 著者名/発表者名
      Jan Vanhellemont, Eiji Kamiyama, Kozo Nakamura, and Koji Sueoka
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Hakoniwa method, an approach to predict material properties based on statistical thermodynamics and ab initio calculations2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kamiyama, Ryo Matsutani, Ryo Suwa, Jan Vanhellemont, and Koji Sueoka
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 43 ページ: 209-213

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2015.12.023

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Density functional theory calculations for estimation of gettering sites of C, H, intrinsic point defects and related complexes in Si wafers2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Shirasawa, Koji Sueoka, Tadashi Yamaguchi, and Kazuyoshi Maekawa
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 44 ページ: 13-17

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2016.01.001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of the temperature dependent interaction between uncharged point defects in Si2015

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kamiyama, Koji Sueoka and Jan Vanhellemont
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.4906565

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stress and doping impact on intrinsic point defect behavior in growing single crystal silicon2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama, Jan Vanhellemont and Kozo Nakamura
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (b)

      巻: 251 号: 11 ページ: 2159-2168

    • DOI

      10.1002/pssb.201400022

    • NAID

      110009971788

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Impact of Plane Thermal Stress near the Melt/Solid Interface on the v/G Criterion for Defect-Free Large Diameter Single Crystal Si Growth2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama, Jan Vanhellemont and Kozo Nakamura
    • 雑誌名

      ECS Solid State Letters

      巻: 3 号: 6 ページ: P69-P72

    • DOI

      10.1149/2.002406ssl

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comment on “Experimental Study of the Impact of Stress on thePoint Defect Incorporation during Silicon Growth” [ECS Solid State Lett., 3, N5 (2014)]2014

    • 著者名/発表者名
      Jan Vanhellemont, Eiji Kamiyama and Koji Sueoka
    • 雑誌名

      ECS Solid State Letters

      巻: 3 号: 5 ページ: X3-X4

    • DOI

      10.1149/2.010404ssl

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation energy of intrinsic point defects in nanometer-thick Si and Ge foils and implications for Ge crystal growth from a melt2014

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kamiyama, Koji Sueoka and Jan Vanhellemont
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c)

      巻: 11 号: 1 ページ: 85-88

    • DOI

      10.1002/pssc.201300112

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Density functional theory study on the impact of heavy doping on Si intrinsic point defect properties and implications for single crystal growth from a melt2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama and Jan Vanhellemont
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 114 号: 15

    • DOI

      10.1063/1.4825222

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study of the impact of stress on the behavior of intrinsic point defects in large-diameter defect-free Si crystals2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama and Jan Vanhellemont
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 363 ページ: 97-104

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.10.014

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silicon Single Crystal Growth from a Melt: On the Impact of Dopants on the v/G Criterion2013

    • 著者名/発表者名
      Jan Vanhellemont, Eiji Kamiyama and Koji Sueoka
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 2 号: 4 ページ: 166-179

    • DOI

      10.1149/2.024304jss

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal stress induced void formation during 450mm defect free silicon crystal growth and implications for wafer inspection2013

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kamiyama, Jan Vanhellemont, Koji Sueoka, Koji Araki and Koji Izunome
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 102 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4793662

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Modeling of intrinsic point defect properties and clustering during single crystal silicon and germanium growth from a melt2015

    • 著者名/発表者名
      Jan Vanhellemont, Eiji Kamiyama, Kozo Nakamura, Piotr Spiewak, and Koji Sueoka
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Modeling in Crystal Growth (IWMCG-8)
    • 発表場所
      Spa, Belgium
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study of the impact of stress and interstitial oxygen on the behavior of intrinsic point defects in growing Czochralski Si crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Kozo Nakamura, and Jan Vanhellemont
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Modeling in Crystal Growth (IWMCG-8)
    • 発表場所
      Spa, Belgium
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Density functional theory study of dopant effect on formation energy of intrinsic point defects in germanium crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Syunta Yamaoka, Koji Kobayashi, Koji Sueoka, and Jan Vanhellemont
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Modeling in Crystal Growth (IWMCG-8)
    • 発表場所
      Spa, Belgium
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First principles calculation of dopant impact on formation energy of intrinsic point defects in single crystal silicon2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Kobayashi, Syunta Yamaoka, Koji Sueoka, and Jan Vanhellemont
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Modeling in Crystal Growth (IWMCG-8)
    • 発表場所
      Spa, Belgium
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study of the impact of stress and interstitial oxygen on the behavior of intrinsic point defects in growing CZ-Si crystals2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sueoka, K. Nakamura, and J. Vanhellemont
    • 学会等名
      GADEST 2015
    • 発表場所
      Bad Staffelstein, Germany
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固液界面近傍の熱応力がSi単結晶の臨界v/G値に与える影響(II)2015

    • 著者名/発表者名
      末岡浩治, 神山栄治, 中村浩三
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学,神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] IV族半導体結晶におけるクラスタや混晶系の対称性を考慮した原子配置作成プログラムとその適用2015

    • 著者名/発表者名
      末岡浩治, 松谷亮, 白澤渉, 神山栄治,泉妻宏治, 鹿島一日児, 中塚理
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学,神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Stress and Doping Impact on Intrinsic Point Defect Behavior in Growing Single Crystal2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sueoka, E. Kamiyama, J. Vanhellemont and K. Nakamura
    • 学会等名
      The Electrochemical Society 2014 Fall Meeting, 13th International Symposium on High Purity and High Mobility Semiconductors
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Control of Intrinsic Point Defects in Single Crystal Silicon and Germanium Growth from a Melt2014

    • 著者名/発表者名
      J. Vanhellemont, E. Kamiyama, K. Nakamura and K. Sueoka
    • 学会等名
      The Electrochemical Society 2014 Fall Meeting, 13th International Symposium on High Purity and High Mobility Semiconductors
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stress and Doping Impact on Intrinsic Point Defect Behaviour in Growing Single Crystal Silicon2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sueoka, E. Kamiyama, J. Vanhellemont and K. Nakamura
    • 学会等名
      European Materials and Research Society Spring Meeting, Symposium X
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stress and Doping Impact on Intrinsic Point Defect Behavior in Growing Single Crystal Silicon2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama and Jan Vanhellemont
    • 学会等名
      The Electrochemical Society 2014 Fall Meeting, Symposium P3
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stress and Doping Impact on Intrinsic Point Defect Behavior in Growing Single Crystal Silicon2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama and Jan Vanhellemont
    • 学会等名
      European Materials Research Society 2014 Spring Meeting, Symposium X
    • 発表場所
      Lille, France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 固液界面近傍の熱応力が育成中Si 単結晶の臨界v/G 値に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      末岡浩治,神山栄治
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 無欠陥条件Si 結晶成長中の熱応力起因によるボイド形成2014

    • 著者名/発表者名
      神山栄治,末岡浩治
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical study of the impact of stress on the behavior of intrinsic point defects in large-diameter defect-free Si crystals2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka, Eiji Kamiyama and Jan Vanhellemont
    • 学会等名
      Gettering and Defect Engineering in Semiconductor Technology 2013
    • 発表場所
      Oxford, England
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Defects and Impurities in Silicon Materials2015

    • 著者名/発表者名
      Jan Vanhellemont, Kozo Nakamura, Eiji Kamiyama, and Koji Sueoka
    • 総ページ数
      59
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] シリコン結晶技術 -成長・加工・欠陥制御・評価-2015

    • 著者名/発表者名
      末岡浩治(分担執筆)
    • 総ページ数
      470
    • 出版者
      日本学術振興会第145委員会
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] Silicon, Germanium, and Their Alloys: Growth, Defects, Impurities and Nanocrystals2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Sueoka(分担執筆)
    • 総ページ数
      431
    • 出版者
      CRC Press
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] Silicon, Germanium, and Their Alloys: Growth, Defects, Impurities, and Nanocrystals (分担執筆)2014

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kamiyama, Jan Vanhellemont and Koji Sueoka
    • 出版者
      CRC Press, a Taylor & Francis Company
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 岡山県立大学 情報工学部 情報通信工学科 応用物理学研究室

    • URL

      http://www-apl.c.oka-pu.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [備考] 岡山県立大学 情報工学部 情報通信工学科 応用物理学研究室 2013年度の研究内容

    • URL

      http://www-apl.c.oka-pu.ac.jp/labpanel.pdf

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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