薄膜・単結晶プロセッシング   Fundamentals of Single Crystal and Thin Film Processing

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担当教員
篠崎 和夫  John David Baniecki 
使用教室
木7-8(南7-201)  
単位数
講義:2  演習:0  実験:0
講義コード
5929
シラバス更新日
2012年3月26日
講義資料更新日
2012年4月12日
アクセス指標
学期
前期  /  推奨学期:5

講義概要

I 酸化物,非酸化物などの単結晶育成および薄膜合成のプロセスを理解する。結晶成長の基礎理論を説明した後に,単結晶成長,薄膜育成について説明する。焼結体作成を意識したセラミックプロセシングに続く授業であり,同科目を履修していることが望ましい。
II 1. 結晶核生成と成長 2. 結晶成長速度論 3. 単結晶育成法 4. 薄膜成長理論 5. 物理的,化学的手法による薄膜成長

講義の目的

酸化物,非酸化物などの単結晶育成および薄膜合成のプロセスを理解する.結晶成長の基礎理論を説明した後に,単結晶成長,薄膜育成について説明する.焼結体作成を意識したセラミックプロセシングに続く授業であり,同科目を履修していることが望ましい.

講義計画

1. 概論:単結晶の種類と用途、様々な単結晶の作り方 I
2. 様々な単結晶の作り方 II
3. 結晶成長理論 I:結晶とは、結晶成長の駆動力、核生成
4. 結晶成長理論 II:結晶成長速度、吸着
5. 結晶成長理論 III:結晶成長の機構、結晶平衡形、成長形
6. 結晶成長と状態図:いくつかの状態図を例にして
7. Course Introduction. Vacuum science and technology: kinetic theory of gases and transport.
8. PVD processes (I): Vacuum pumps and systems, physics and chemistry of evaporation, evaporation hardware and techniques.
9. PVD processes (II): Glow discharges and plasmas, sputtering processes, sputtering hardware and techniques.
10. CVD processes (I): Reaction types, thermodynamics of CVD, gas transport, growth kinetics.
11. CVD processes (II): CVD processes and systems. Film formation and structure (I): Capillarity theory, atomistic nucleation processes (I).
12. Film formation and structure (II): Atomistic nucleation processes (II), cluster coalescence and depletion, grain structure of films. Epitaxial film growth : Structural aspects, lattice misfit and imperfections, growth methods.
13. Structural characterization of films (SEM, TEM, XRD). Chemical characterization of films (I): Physical principles of electron spectroscopy, photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES).
14. Chemical characterization of films (II): Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), Secondary Ion Mass spectroscopy (SIMS)
15. Oral presentation.

教科書・参考書等

教科書:特に使用しない
参考書:
 ・ 「結晶は生きている–その成長と形の変化のしくみ」:黒田登志雄,サイエンス社 (1989)
 ・ 「結晶成長ハンドブック」:日本結晶成長学会編, 共立出版 (1995)
 ・ 「The Materials Science of Thin Films」:Milton Ohring著, Academic Press (2002)
 ・ 「Silicon processing for the VLSI Era: Vol.1-Process Technology」:S. Wolf and R.N. Tauber 著, Lattice Press(1999)

関連科目・履修の条件等

特にないが、セラミックプロセッシングの授業と合わせて受講することが望ましい.

成績評価

期末試験点,出席点,クイズ・レポート点,英語による口頭試問(Baniecki講師)等で総合評価.

担当教員の一言

酸化物を中心とした薄膜や単結晶は,バルクと同様に,プロセスの影響を強く受ける.薄膜や単結晶の成長のメカニズムやその成長方法の実際を知ることは大変重要である.

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