Cz法融液内温度振動におよぼす回転磁場の影響

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半導体の基板材料となるシリコン単結晶は主にチョクラルスキー法で育成されている．この方法ではシリコン融液を入れた石英るつぼから溶解した酸素が結晶に取り込まれるため，融液の流れや温度分布，濃度分布の解明が重要となる．本研究ではこの流れの制御を行うため，チョクラルスキー法融液を模擬した系を用い，ガリウム融液に水平面内回転磁場を印加した場合の影響を，融液内に取り付けた熱電対により測定した．実験条件として融液内に周期的な温度変化が起きる温度条件と結晶回転数を用い，印加する回転磁場の磁束密度，磁場回転数，磁場回転方向を変化させ，融液表面近くに円形に設置した8本の熱電対により温度分布を測定した．その結果，非軸対称な温度分布が観測され，無磁場および水平静止磁場を印加した場合結晶と同じ方向に回転していた．次に結晶と同方向に水平磁場を回転した場合，磁場回転数の増加とともに温度振動の周期が減少した．一方，水平磁場の回転方向を結晶棒と逆方向に回転させると，非軸対称温度分布の回転速度が磁束密度の増加と共に遅くなり1.8 mTの磁束密度の場合，磁場回転速度が−15 rpmで温度振動が消滅した．それ以上の速度の逆方向水平面内回転磁場下では磁場回転方向と同じ方向に温度分布が廻りだし，これは流れが結晶方向回転から磁場回転方向に変化するためだということがわかった．
2009-11-20

Cz法融液内温度振動におよぼす回転磁場の影響

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