酸化ホウ素で覆われた融液からのゲルマニウム結晶成長における酸素の輸送機構の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22686002
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 太子 敏則 信州大学, 工学部, 准教授 (90397307)
• 連携研究者: 米永 一郎 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20134041) ; 干川 圭吾 信州大学, 工学部, 客員教授 (10231573)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 結晶成長 / 結晶評価

研究概要

無転位(高品質)かつ高酸素濃度(高強度)を実現できる酸化ホウ素(B_2O_3)で覆われたゲルマニウム(Ge)融液からの Ge 単結晶成長における、酸素の輸送(溶解、蒸発、偏析)現象を解明するとともに、(5)酸素含有 Ge 結晶の強度評価と転位運動についても解明することを目的とする。B_2O_3 で全面を覆った融液から直径 1 インチ Ge 結晶育成を行い、最大酸素濃度6x1017cm-3の高酸素濃度 Ge 単結晶を得た。このとき、融液表面を覆っている B_2O_3 が GeO_2 を分解するものの、結晶中への混入には関与しないことを実証した。結晶育成中の反応による酸素の溶解、蒸発、偏析などの輸送メカニズムを解明できた。

研究成果

• [雑誌論文] Interstitial oxygen behavior for thermal double donor formation in germanium: Infrared absorption studies (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, T. Taishi, Y. Tokumoto, Y. Murao, K.Kutsukake, Y. Ohno, M. Suezawa, I.Yonenaga
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 113 ページ: 073501 (1-5)
  • DOI: DOI:10.1063/1.4792061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of germanium crystals doped with boron-related compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Murao, I. Yonenaga, K. Hoshikawa
  • 雑誌名: The 6th International Symposium on Advanced Science and Technology of Sillicon Materials ページ: 71-74
• [雑誌論文] Oxygen in Ge crystals grown by the B_2O_3 encapsulated Czochralski method (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Yonenaga, T. Taishi, H. Ise, Y. Murao, K. Inoue, T. Ohsawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, Y. Hashimoto
  • 雑誌名: Physica B 巻: 407 ページ: 2932-2934
  • DOI: DOI:10.1016/j.physb.2011.08.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Czochralski growth techniques of germanium crystals grown from a melt covered partially or fully by liquid B_2O_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, H. Ise, Y. Murao, T.Ohsawa, I. Yonenaga
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: 360 ページ: 47-51
  • DOI: DOI:10.1016/j.jcrysgro.2011.11.051
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液状酸化ホウ素(B_2O_3)を用いた無転位・酸素添加ゲルマニウム結晶の育成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 米永一郎
  • 雑誌名: まてりあ 巻: 50 ページ: 431-438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impurity effects on the generation and velocity of dislocations in Ge (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Murao, T. Taishi, Y. Tokumoto, Y. Ohno , I. Yonenaga
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 109 ページ: 113502(1-5)
  • DOI: DOI:10.1063/1.3592226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavior of oxygen-related thermal donors in Ge crystals Czochralski-grown from the melt covered fully by B_2O_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser 巻: 281 ページ: 012011(1-6)
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/281/1/012011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygen doped Ge crystals Czochralski-grown from the B_2O_3-fully -covered melt (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 雑誌名: Miroelectro. Eng 巻: 88 ページ: 496-498
  • DOI: DOI:10.1016/j.mee.2010.10.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluations of oxygen impurities in Ge crystals Czochralski-grown from melts partially or fully covered by B_2O_3 liquid, Proc (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 雑誌名: The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials ページ: 28-33
• [雑誌論文] Czochralski growth of Ge crystal from the melt partially covered by B_2O_3 liquid for reduction of dislocation density (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 雑誌名: Proc. The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials ページ: 426-432
• [雑誌論文] Czochralski -growth of germanium crystals containing high concen-trations of oxygen impurities (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, M. Suezawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, K. Hoshikawa, I. Yonenaga
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: 312 ページ: 2783-2787
  • DOI: DOI:10.1016/j.jcrysgro.2010.05.045
  • 査読あり
• [学会発表] B_2O_3で覆われた融液からのCZ-Ge結晶育成における酸素の偏析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 米永一郎, 干川圭吾
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 厚木
  • 年月日: 2013-03-30
• [学会発表] Growth and characterization of germanium crystals from B_2O_3-coverd melt (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi
  • 学会等名: 2012 3CG Collaborative Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Orlando, USA.(invited)
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] Characteristics of germanium crystals doped with boron-related compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Murao, I. Yonenaga, K. Hoshikawa
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials
  • 発表場所: Cona, Hawaii
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] 液状B_2O_3で覆った融液から育成したCZ-Ge結晶中の欠陥評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則
  • 学会等名: 第22回格子欠陥フォーラム・励起ナノプロセス研究会・理研シンポジウム合同シンポジウム「材料科学のための欠陥制御・評価」
  • 発表場所: 三浦
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] B_2O_3で覆われた融液からのCZ- Ge結晶育成におけるB、 Si、 Oの反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則,米永一郎,干川圭吾
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] CZ-Ge結晶成長における酸素添加と酸素ドナー挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 橋本佳男, 伊勢秀彰, 大澤隆亨, 村尾優, 米永一郎
  • 学会等名: 第41回結晶成長国内会議
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20111103-05
• [学会発表] Growth of dislocation-free Ga-doped Ge crystals using boron oxide for solar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, Y. Murao, T. Ohsawa, I. Yonenaga
  • 学会等名: The 7th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructure
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 20110828-0901
• [学会発表] New Czochralski growth techniques of germaniumcrystals from the melt covered by B_2O_3 liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, I. Yonenaga
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Crystal Growth and Technology
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 20110626-30
• [学会発表] B_2O_3 で覆われた融液から成長したCZ-Ge 結晶中の酸素ドナーの挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 橋本佳男, 伊勢秀彰, 大澤隆亨,米永一郎
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 厚木
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Evaluation of oxygen-related defects in Ge crystals grown from the melt covered by B_2O_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 学会等名: The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials 2010
  • 発表場所: Okayama
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Czochralski germanium crystal growth with low dislocation density and oxygen impurities (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi
  • 学会等名: The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials 2010
  • 発表場所: Okayama. (invited)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] B_2O_3 で覆われた融液から成長したCZ-Ge 結晶中の酸素の特徴 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太子敏則, 橋本佳男, 伊勢秀彰, 大澤隆亨, 米永一郎
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Dislocation density and oxygen concentration in Czochralski germanium crystals grown using boron oxide (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, Y. Hashimoto, H. Ise, Y. Murao, T. Ohsawa, Y. Tokumoto, Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 学会等名: The 16th International Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2010-08-09
• [図書] Germanium: Properties, Production and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Taishi, I. Yonenaga
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: Growth of Ge crystals with extremely low dislocation density
• [備考] 信州大学工学部干川・太子研究室ホームページの一部で紹介
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/engineering/chair/hoshikawa-taishi/