引き上げ法ゲルマニウム単結晶成長における成長時導入欠陥の形成挙動・機構の解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20760003
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 太子 敏則 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90397307)
• 連携研究者: 米永 一郎 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20134041) ; 大野 裕 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80243129) ; 徳本 有紀 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20546866) ; 村尾 優 東北大学, 大学院・理学部, 修士課程2年 ; 伊勢 秀彰 東北大学, 理学部, 4年 ; 大澤 隆亨 東北大学, 理学部, 4年
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: 結晶成長 / 結晶評価

研究概要

次世代高速電子デバイス材料や宇宙用高効率III-V族太陽電池のボトムセルとして注目されているゲルマニウム(Ge)について、引き上げ(CZ)法による結晶成長における転位や析出物、ボイドを始めとするgrown-in欠陥の形成挙動について検討した。
直径1インチのGe単結晶を成長し、結晶中の欠陥の評価、解析を行った。その結果、従来法では難しかった、ボイド観察に必須な無転位Ge単結晶の成長に成功し、その成長技術を新規に提案した。また、Bの平衡偏析係数が6.2であること、Asを10^<19>cm^<-3>以上の高濃度で添加した際のGeAs析出機構についても明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Equilibrium segregation coefficient and solid solubility of B in Czochralski Ge crystal growth (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 2409-2412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of grown-in dislocation density in Ge Czochralski-grown from the B2O3-partially- covered melt (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 311 ページ: 4615-4618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Segregation of boron in germanium (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Murao, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 311 ページ: 59-61
  • 査読あり
• [学会発表] CZ-Ge結晶成長における酸素の混入と偏析現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 伊勢秀彰, 大澤隆亨, 徳本有紀, 米永一郎
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 平塚
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] B2O3被覆融液からの無転位Ge単結晶成長と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 伊勢秀彰, 大野裕, 徳本有紀米永一郎
  • 学会等名: 第39回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] B2O3被覆Ge融液からの低転位密度CZ-Ge結晶成長 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 伊勢秀彰, 大野裕, 米永一郎
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Relationship between morphological features of the growth interface and growth conditions in heavily-impurity doped Si and Ge crystal growth (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 学会等名: The 17th American Conference on Crystal Growth and Epitaxy
  • 発表場所: Lake Geneva, USA
  • 年月日: 2009-08-13
• [学会発表] Characteristics of Czochralski-grown B- doped Ge crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Murao, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 学会等名: European Materials Research Society 2009 Spring Meeting
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2009-06-08
• [学会発表] 高濃度As添加CZ-Ge結晶成長におけるGeAs析出挙動の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 村尾優, 大野裕, 米永一郎
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] 引き上げ法Ge結晶成長におけるBの偏析と固溶限 (2008)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 村尾優, 大野裕, 米永一郎
  • 学会等名: 第37回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-11-05
• [備考] 東北大学のホームぺージにて掲載
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2009/09/press20090908.html
• [産業財産権] 低転位密度ゲルマニウム単結晶の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 米永一郎, 太子敏則
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許特願2009-109980
  • 出願年月日: 2009-04-28