Study of non-equilibrium thermochemical reaction between Si melt and silica glass at high temperature in Czochralski Si crystal growth

直拉硅晶体生长中高温硅熔体与石英玻璃非平衡热化学反应研究

基本信息

  • 批准号:
    13450010
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this study, the thermochemical reactions and the physical phenomena at high temperature during Czochralski (CZ) Si crystal growth have been investigated, and we noticed (a) transportation of impurity atoms in the melt and the crystal, and (b) the dislocation behavior near the interface between seed and the grown crystal. Typical results are as follows;(1) Oxygen dissolution rate from silica crucible to Si melt could be obtained precisely by sessile drop method. Ge atoms heavily doped in Si melt were evaporated with oxygen atoms dissolved from silica crucible and the evaporation rate increased with increasing Ge concentration in the melt(2) Segregation coefficient of Ge was investigated by comparing Ge concentrations in Si crystal and in corresponding Si melt, and it was about 0.48 with Ge concentration in the crystal in the range from 10^<19> to 10^<21> atoms/cm^3.(3) Dislocation due to thermal shock in heavily B-doped Si seed was investigated under different temperature conditions. The dislocation could be suppressed when B concentration in the seed was larger and temperature difference between the seed placed just above the melt surface and the melt on dipping was smaller.(4) Dislocation suppression mechanism due to lattice misfit near the interface between heavily B-doped Si seed and lightly B-doped Si grown crystal was investigated experimentally and computationally. B concentration near the interface was gradually changed and the distribution was formed by diffusion of B atoms from the heavily B-doped seed during the crystal growth.(5) Dislocations were generated in the grown crystal although the dislocations due to both thermal shock and lattice misfit were suppressed by using a heavily B and Ge codoped Si seed. Such dislocation was generated in the case of lower melt temperature, and we conclude that the dislocation was due to incomplete seeding.
在这项研究中,研究了直拉(CZ)硅晶体生长过程中的热化学反应和高温物理现象,我们注意到(a)熔体和晶体中杂质原子的传输,以及(b)位错行为靠近种子和生长晶体之间的界面。典型结果如下: (1)采用座滴法可以精确获得石英坩埚到硅熔体的氧溶解速率。 Si 熔体中重掺杂的 Ge 原子与石英坩埚中溶解的氧原子一起蒸发,蒸发速率随着熔体中 Ge 浓度的增加而增加(2)通过比较 Si 晶体和相应 Si 熔体中的 Ge 浓度,研究了 Ge 的偏析系数,晶体中 Ge 浓度在 10^<19> 至 10^<21> 原子/cm^3 范围内时,其约为 0.48。 (3) 在以下条件下研究了重 B 掺杂 Si 籽晶中热冲击引起的位错。不同的温度条件。当籽晶中B浓度较大且置于熔体表面上方的籽晶与浸渍时熔体之间的温差较小时,位错可以被抑制。(4)由于重B-之间界面附近的晶格失配而产生的位错抑制机制。通过实验和计算研究了掺杂硅晶种和轻硼掺杂硅生长晶体。在晶体生长过程中,界面附近的B浓度逐渐变化,并且分布是由于B原子从重B掺杂种子中扩散而形成的。(5)虽然热冲击和晶格造成的位错,但在生长的晶体中产生了位错。通过使用重度 B 和 Ge 共掺杂的 Si 种子来抑制失配。这种位错是在较低熔化温度的情况下产生的,我们得出结论,位错是由于晶种不完全造成的。

项目成果

期刊论文数量(52)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K. Hoshikawa, T. Taishi, and X. Huang: "Dislocation-free CZ-Si crystal growth without a thin neck"Japanese Association for Crystal Growth. 29. 413-422 (2002)
K. Hoshikawa、T. Taishi 和 X. Huang:“无位错 CZ-Si 晶体生长,无细颈”日本晶体生长协会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
I. Yonenaga, T. Taishi, X. Huang, and K. Hoshikawa: "Dynamic characteristics of dislocations in Ge doped and (Ge+B) codoped silicon"Journal of Applied Physics. 93. 265-269 (2003)
I. Yonenaga、T. Taishi、X. Huang 和 K. Hoshikawa:“Ge 掺杂和 (Ge B) 共掺杂硅中位错的动态特性”应用物理学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
柿本浩一(責任編集), 干川 圭吾(第3章4節): "流れのダイナミクスと結晶成長(第3章4節)"共立出版株式会社. 203(21) (2002)
Koichi Kakimoto(责任编辑)、Keigo Hikawa(第3章第4节):“流动动力学和晶体生长(第3章第4节)”共立出版有限公司203(21)(2002年)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. Taishi, X. Huang, T. Wang, I. Yonenaga, and K. Hoshikawa: "Behavior of dislocations due to thermal shock in B-doped Si seed in Czochralski Si crystal growth"Journal of Crystal Growth. 241. 277-282 (2002)
T. Taishi、X. Huang、T. Wang、I. Yonenaga 和 K. Hoshikawa:“直拉硅晶体生长中硼掺杂硅籽晶中热冲击引起的位错行为”晶体生长杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Toshinori Taishi: "Dislocation behavior in heavily germanium doped silicon crystal"Materials Science in Semiconductor Processing. 5. 409-412 (2003)
Toshinori Taishi:“重掺锗硅晶体中的位错行为”半导体加工材料科学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

HOSHIKAWA Keigo其他文献

HOSHIKAWA Keigo的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('HOSHIKAWA Keigo', 18)}}的其他基金

Single Crystal Growth and Domain Control of Potassium Niobate Crystals by Vertical Bridgman method
垂直布里奇曼法铌酸钾晶体的单晶生长和域控制
  • 批准号:
    18360007
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 8万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Study of chemical reaction and phenomena of heat and mass transfer during CZ-silicon crystal growth
直拉硅晶体生长过程中的化学反应及传热传质现象研究
  • 批准号:
    11450009
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 8万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

相似国自然基金

高温透水膜设计、制备及用于二氧化碳转化反应的相关基础研究
  • 批准号:
    22378380
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
太阳能超高温CO2转化反应器及其传热性能与反应调控机理
  • 批准号:
    22338008
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    230 万元
  • 项目类别:
    重点项目
高温熔炼过程中电-热-反应耦合机理及多工况协同控温增效方法
  • 批准号:
    52306097
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于界面扩散-反应动力学调控的复合材料/高温合金钎焊连接机理与接头寿命预测
  • 批准号:
    52374402
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高温和冲击复合作用下PBX炸药损伤与点火反应耦合机理多尺度研究
  • 批准号:
    12372368
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Clarification of reaction-driven flows at high-temperature bimelt interfaces by electrochemical impedance spectroscopy and dynamics calculations
通过电化学阻抗谱和动力学计算澄清高温双熔体界面处的反应驱动流
  • 批准号:
    23H01737
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Kinetic modeling of reaction mechanism on inhomogeneous surface at high temperature based on the 'super-adsorbate' concept
基于“超吸附”概念的高温不均匀表面反应机理动力学建模
  • 批准号:
    22760589
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 8万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Rapid Point-of-Care Assay for detecting High Risk Human Papillomavirus
用于检测高风险人乳头瘤病毒的快速护理点检测
  • 批准号:
    7567811
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 8万
  • 项目类别:
Rapid Point-of-Care Assay for detecting High Risk Human Papillomavirus
用于检测高风险人乳头瘤病毒的快速护理点检测
  • 批准号:
    7637904
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 8万
  • 项目类别:
Rapid Point-of-Care Assay for detecting High Risk Human Papillomavirus
用于检测高风险人乳头瘤病毒的快速护理点检测
  • 批准号:
    7296341
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 8万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了