融液成長法による電子材料用単結晶作製に関する化学工学的研究

1988 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 62470111
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 化学工学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 平田 影 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00063610)
• 研究分担者: 薬師寺 健次 早稲田大学, 理工学研究所, 特別研究員 ; 瀬川 勇三郎 早稲田大学, 理工学研究所, 特別研究員 (30087473) ; 木村 直 早稲田大学, 理工学研究所, 特別研究員 ; 小沢 章一 早稲田大学, 理工学研究所, 特別研究員 ; 岡野 泰則 早稲田大学, 理工学部, 助手 (90204007) ; RESEARCH Fellow KIMURA T Sci. and Eng. Res. Lab., Waseda University ; RESEARCH Fellow OZAWA Sy Sci. and Eng. Res. Lab., Waseda University ; RESEARCH Fellow YAKUSHIJ Sci. and Eng. Res. Lab., Waseda University
• 研究期間 (年度): 1987 – 1988
• キーワード: 融液成長法 / フローティングゾーン法 / 引き上げ法 / 自然対流 / マランゴニ対流 / 磁場 / 単結晶 / 流動

研究概要

融液成長法による電子材料用単結晶育成時の融液内対流現象の解明とその制御法の確立と、商品質・高性能・大型単結晶作製のための至適操作条件・装置設計手法の提出とを究極の目的として研究を行った。1.二次元短形オープンボード内の融液内対流について数値解析を行い、単結晶育成時に自然発生する対流として重要である自然対流に加え、マランゴニ対流の重要性を指摘した。更に、融液内速度分布に及ぼす自然対流・マランゴニ対流の影響を解明し、融液界面速度に及ぼすグラスホッフ数、マランゴニ数、プラントル数融液深さの影響を明らかにした。2.フローティングゾーン法による単結晶育成時の融液内対流についてオーダーオブマグニチュード法により解析を行い、融液界面速度に及ぼすグラスホッフ数マランゴニ数プラントル数の影響を明らかにした。また本解析結果はフローティングゾーン法をもぎした既往実験結果を良好に説明しうることを示した。更に、マランゴニ対流により極めて速い対流が誘起されることを示し、マランゴニ対流の重要性を指摘した。3.引き上げ法による酸化物単結晶育成時の、融液内対流の結晶回転に基づく強制対流による制御手法について検討を行い、酸化物等高プラントル数を有する融液から単結晶を育成する際の、育成単結晶の固液界面形状を制御する手法を提出した。さらに、融液内支配対流の判断手法を提出し、既往実験結果の検証を行った。4.単結晶育成時の融液内対流内に及ぼす磁場の影響について数値解析を行い、自然対流・マランゴニ対流に及ぼす磁場印加速度・印加方向、融液物性値の影響を明らかにした。5.引き上げ法による単結晶育成時の融液内対流現象を実験的に解明するために、酸化物融液の表面流動現象のその場観察を行った。その結果、融液表面流動現象に及ぼす融液深さ・融液表面上とるつぼ壁上温度分布・グラスホッフ数・マランゴニ数の影響を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 平田彰: 日本結晶成長学会誌. 14. 6 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 平田彰: 日本結晶成長学会誌. 14. 7 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 平田彰: 第25回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 1. 112-114 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takashi Meguro: Proc.of 4th International Conf.on Metalorganic Vapor Phase Epitaxy. 44 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takeshi Suzuki: Proc.of International Conf.on Electronic Materials(ICEM'88). 118-119 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kouichi Ozaki: Proc.of International Conf.on Electronic Materials(ICEM'88). 120-121 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 平田彰: 化学工業. 39. 473-481 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takashi Meguro: J.Crystal Growth. 93. 190-194 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 平田彰: 早稲田大学情報科学研究教育センター紀要. 8. 9-22 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 岡野泰則: 早稲田大学理工学研究所報告. 123. 60-70 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasunori Okano: J.Chem.Eng.Japan. 22. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasunori Okano: J.Chem.Eng.Japan. 22. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akira Hirata: "Advances in Transport Processes Chapter 8.The Czochralski Process" Hemisphere, (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: "Effect of Magnetic Field on Convection in Melt" J. of The Japanese Association of Crystal Growth. 14. 6 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: "Natural and Marangoni Convections in Melt and their Control during Czochralski Growth" J. of The Japanese Association of Crystal Growth. 14. 7 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: "Effect of Marangoni convection on Fluid Dynamics and Heat Transfer in Melt" Proc. 25th National Heat Transfer Symposium of Japan. 1. 112-114 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takashi,Meguro: "Surface Processes in Laser-Atomic Layer Epitaxy (Laser-ALE) of GaAs" Proc. of 4th International Conf. on Metalorganic Vapor Phase Epitaxy. 44 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takeshi,Suzuki: "Wavelength Dependence in Laser-Atomic Layer Epitaxy of GaAs" Proc. of International Conf. on Electronic Materials (ICEM'88). 118-119 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kouichi,Ozaki: "Laser-Atomic Layer Epitaxy of GaAs" Proc. of International Conf. on Electronic Materials (ICEM'88). 120-121 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: "Atomic Layer Epitaxy of GaAs by MOVPE" Kagaku Kougyou. 39. 473-481 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takashi,Meguro: "Surface Processes in Laser-Atomic Layer Epitaxy (Laser-ALE) of GaAs" J.Crystal Growth. 93. 190-194 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: "Numerical Study of Transport Phenomena through Fluid-Liquid Interface" Bull. The center for Informatics, Waseda Univ.8. 9-22 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasunori,Okano: "Study on Natural and Marangoni Convections in Melt during Bulk Single Crystals and Magnetic Field Effects on the Convections" Bull. Sci. Eng. Res. Lab., Waseda Univ.123. 60-70 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasunori,Okano: "Natural and Marangoni Convections in a Two-Dimensional Rectangular Open Boat" J.Chem.Eng.Japan. 22. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasunori,Okano: "Natural and Marangoni Convections in a Floating Zone" J.Chem.Eng.Japan. 22. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasunori,Okano: "Control of Crystal-Melt Interface Shape during Czochralski Growth of Oxide Single Crystals" J.Chem.Eng.Japan. 22. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: "Marangoni and Natural Convections in a Melt during Single Crystal Growth" Proc. of PACHEC'88. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: "Effect of Interfacial Velocity and Interfacial Tension Gradient on Momentum, Heat and Mass Transfer" Can.J.Chem.Eng.67. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takashi,Meguro: "Atomic Layer Epitaxy of AlAs by Visible Laser Irradiation" Appl.Phys.Lett.54. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasunori,Okano: "Observation of Interfacial Phenomena on Molten Oxide" Proc. of ICCG-9. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takashi,Megro: "Atomic Layer Epitaxy of AlAs and AlGaAs" Proc. of ICCG-9. (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akira,Hirata: Advances in Transport Processes, Chapter 8. The Czochralski Process. to be published from Hemisphere, (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より