動的電場・磁場を用いた新規結晶育成方法の創製

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360012
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 柿本 浩一 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (90291509)
• 研究分担者: 寒川 義裕 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90327320) ; 劉 立軍 九州大学, 応用力学研究所, 研究員 (00380535) ; 中野 智 九州大学, 応用力学研究所, 技術職員 (80423557) ; 宇田 聡 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90361170) ; 黄 新明 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80375104)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 電磁場 / 結晶成長 / Si / SiC

研究概要

動的電場・磁場を用いた新規結晶育成方法を提案し、この方法を実験的に実証した。特に、SiC単結晶成長に関して、液相成長と昇華法について新規な結晶成長法を提案した。昇華法に関しては、炉内圧力を制御することにより、結晶成長速度を増加させることが可能であることを明らかにした。液相成長法に関しては、高周波電磁場の周波数を変化させることにより、液相へ印加される電磁力の大きさを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Analysis of mc-Si Crystal Growth (2010)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kakimoto, Hitoshi Matsuo, Syo Hisamatsu, Birava Ganesh, Gao Bing, X.J. Chen, Lijun Liu, Hiroaki Miyazawa, Yoshihiro Kangawa
  • 雑誌名: Solid State Phenomena 156-158,4 ページ: 193-198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of local segregation of impurities at a silicon melt-crystal interface during crystal growth in transverse magnetic field-applied Czochralski method (2009)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kakimoto, Lijun Liu
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 311 ページ: 2313-2316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling and simulation of Si crystal growth from melt (2009)
  • 著者名/発表者名: Lijun Liu, Hiroaki Miyazawa, Satoshi Nakano, Xin Liu, Zaoyang Li, Koichi Kakimoto
  • 雑誌名: Physica status solidi C6,3 ページ: 645-652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on thermal stress in a silicon ingot during a unidirectional solidification process (2008)
  • 著者名/発表者名: X.J. Chen, S. Nakano, L.J. Liu, K. Kakimoto
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 310 ページ: 4330-4335
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of the design of a crucible for a SiC sublimation growth system using a global model (2008)
  • 著者名/発表者名: X.J. Chen, L.J. Liu, H. Tezuka, Y. Usuki, K. Kakimoto
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 310 ページ: 1810-1814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical investigation of crystal growth process of bulk Si and nitrides-a review (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kakimoto, L. Liu, H. Miyazawa, S. Nakano, D. Kashiwagi, X.J. Chen, Y. Kangawa
  • 雑誌名: Cryst. Res. Technol. 42,12 ページ: 1185-1189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical investigation of induction heating and heat transfer in a SiC growth system (2007)
  • 著者名/発表者名: X.J. Chen, L.J. Liu, H Tezuka, Y. Usuki, K. Kakimoto
  • 雑誌名: Cryst. Res. Technol. 42,10 ページ: 971-975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analyses of Czochralski Furnace for Single Crystal Growth (2007)
  • 著者名/発表者名: Koichi KAKIMOTO, Takao TSUKADA, Nobuyuki IMAISHI
  • 雑誌名: Journal of the Heat Society of Japan 46196 ページ: 49-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Impurity Transport in a Unidirectional Solidification Furnace for Multicrystalline Silicon
  • 著者名/発表者名: Bing Gao, Satoshi Nakano, Koichi Kakimoto
  • 雑誌名: 日本結晶成長学会誌 36
  • 査読あり
• [学会発表] Prediction of Melt-Crystal Interface Shape and Melt Convection in a Large-scale CZ-Si Growth System Using RANS and LES Methods in Global Simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Lijun Liu
  • 学会等名: ISTC/CSTIC 2009
  • 発表場所: Shanghi, China
  • 年月日: 20090319-20090320
• [学会発表] Bulk crystal growth from the melt: experimental and numerical approaches (2009)
  • 著者名/発表者名: Koichi KAKIMOTO
  • 学会等名: ROMANIAN CONFERENCE ON ADVANCED MATERIALS, ROCAM 2009
  • 発表場所: BRASOV, ROMANIA
  • 年月日: 2009-08-25
• [学会発表] Numerical investigation of heat and mass transfer during a unidirectional solidification process in crystalline silicon for solar cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kakimoto
  • 学会等名: IWMCG-6
  • 発表場所: LAKE GENEVA, WISCONSIN, USA
  • 年月日: 2009-08-11
• [学会発表] Time Dependent and/or 3D Investigation of Carbon, Nitrogen, and Dislocation Distributions in a Silicon Crystal During Solidification Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kakimoto
  • 学会等名: 18th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells & Modules: Materials and Processes
  • 発表場所: Vail, Colorado
  • 年月日: 20080803-20080806
• [学会発表] Simulation of Si casting (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kakimoto
  • 学会等名: IWCGT-4
  • 発表場所: Beatenberg above Interlaken, Switzerland
  • 年月日: 20080518-20080525
• [学会発表] Modeling of crystal growth for solar cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi KAKIMOTO
  • 学会等名: ICNPAA 2008: Mathematical Problems in Engineering, Aerospace and Sciences
  • 発表場所: aculty of Engineering of the University of Genoa, Italy
  • 年月日: 2008-06-27
• [学会発表] Numerical and experimental investigation of impurity distribution polycrystals for solar cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kakomoto
  • 学会等名: 2nd International Workshop on Science and Technology of Crystalline Si Solar Cells (CSSC)
  • 発表場所: Xiamen Univ., China
  • 年月日: 20071209-20071212
• [学会発表] Carbon concentration and SiC particle precipitation in a directional solidification of multi-crystalline silicon (2007)
  • 著者名/発表者名: Lijun Liu
  • 学会等名: 2nd International Workshop on Science and Technology of Crystalline Si Solar Cells (CSSC)
  • 発表場所: Xiamen Univ., China
  • 年月日: 20071209-20071212
• [学会発表] Global Modeling of a Directional Solidification Process for Multi-Crystalline Silicon (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kakimoto
  • 学会等名: 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition
  • 発表場所: FIERA MILANO / Rho in Milan, Italy
  • 年月日: 20070903-20070907
• [学会発表] Carbon concentration and particle precipitation during a directional solidification of multi-crystalline silicon (2007)
  • 著者名/発表者名: Lijun Liu
  • 学会等名: 15th International Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20070812-20070817
• [備考]
  • URL: http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/taiharou