2014 Fiscal Year Annual Research Report
その場観察法によるSi多結晶の融液成長メカニズムの解明
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26246016
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤原 航三 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70332517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沓掛 健太朗 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00463795)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2017-03-31
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| Keywords | 結晶成長 / 不純物偏析 / 結晶粒界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Si融液からSi多結晶が成長する過程に生じる様々な現象を直接観察することにより、これまで不明であったSi多結晶の融液成長メカニズムを実験的に明らかにすることを目的としている。平成26年度の実績を以下に記述する。
1. 新規その場観察装置の導入：本年度は、強制冷却機能を有する結晶成長炉とハイスピードカメラを搭載したデジタルマイクロスコープを組み合わせた新規のその場観察装置を導入した。本装置の立ち上げを行い、次年度以降に本装置を用いた実験が可能となった。
2. Siの一方向成長過程における不純物の局所偏析メカニズムの解明：既存のその場観察装置を用いて、Siの固液界面における不純物の挙動について調べた。不純物としてGeを添加したSi融液からの一方向成長実験を行った。固液界面の観察から、粒界の種類や成長速度によって、粒界部分に形成される溝の形状が異なることが分かった。Σ3粒界では固液界面に溝は形成されないが、Σ9、Σ27およびランダム粒界では溝が形成された。また、成長速度が速くなると粒界に形成される溝が大きくなることが分かった。固液界面に形成される溝が大きくなるほど、Geの粒界への濃縮量が多くなることが明らかとなった。
3. 固液界面の不安定化に及ぼす結晶粒界の影響：平坦な固液界面が、不安定化によりファセット界面へと変化する際の結晶粒界の影響について調べた。Σ3粒界では、不安定化が促進されることがわかった。現在、その他の粒界が固液界面不安定化に及ぼす影響について継続して研究を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度は、当初の計画通り、新規その場観察装置の導入を行った。また、既存装置を用いて、結晶粒界における不純物の局所偏析メカニズムを明らかにした。また、固液界面不安定化に及ぼす結晶粒界の影響についてもデータが蓄積されており、当初計画通りに研究成果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでのところ計画通りに研究は進んでおり、今後も鋭意研究に取り組んでいく。平成26年度に導入した新しい装置も順調に稼働しており、本装置を有効に利用して研究を進めていく。
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