2019年度 薄膜・単結晶プロセシング   Fundamentals of Single Crystal and Thin Film Processing

文字サイズ 

アップデートお知らせメールへ登録 お気に入り講義リストに追加
開講元
材料系
担当教員名
舟窪 浩  武田 博明 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月1-2(S7-202)  木1-2(S7-202)  
クラス
-
科目コード
MAT.C315
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2019年4月9日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
アクセスランキング

講義の概要とねらい

酸化物薄膜合成および酸化物単結晶育成のプロセスを教授する。薄膜合成では、気相成長法を中心に薄膜合成法の紹介と得られた薄膜の評価法について説明する。単結晶合成では、結晶成長の基礎理論を説明した後に、実際の単結晶成長について説明する。さらに、結晶欠陥についても説明する。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1) 気相からの薄膜合成プロセスの基礎を理解する。
2) PVD法、CVD法の特徴と製膜方法の理解を深める。
3) 作製した薄膜の評価方法の概要を理解する。
4) 液相からの単結晶合成プロセスの基礎を理解する。
5) バルク単結晶育成の種類と特長の理解を深める。
6) 結晶欠陥の種類と生成機構を理解する。

キーワード

薄膜、PVD、CVD、エピタキシャル薄膜、薄膜成長機構、核生成、結晶成長、駆動力、結晶成長速度、状態図、結晶欠陥

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

授業の進め方

講義は薄膜合成と単結晶合成に分かれて行う。適宜、家庭学習課題を課し、授業では小テストを行うことがある。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 授業概要、試料形状、真空の基礎 真空の基礎が説明ができる。
第2回 PVDプロセス (I):真空ポンプと真空系、蒸発の物理と化学、真空装置と真空技術 真空装置について説明できる。
第3回 PVDプロセス (II):グロー放電とプラズマ、スパッタリング機構、スパッタリング装置の技術 PVD法、プラズマ、スパッタリングについて説明できる。
第4回 CVDプロセス (I):CVD装置、CVDの熱力学、原料ガス輸送過程、薄膜成長の動力学 CVD法、ガス輸送の過程、薄膜成長の動力学について説明できる。
第5回 CVDプロセス(II) & 溶液法:CVDの過程と装置、溶液法 薄膜成長と構造 (I):薄膜成長、結晶核生成(1) CVD装置、結晶核生成について説明できる。
第6回 薄膜成長と構造 (II):薄膜成長、結晶核生成(2)、結晶核生成と消滅、結晶核成長 エピタキシャル薄膜成長:構造的因子、格子ミスフィット、結晶不完全性、薄膜成長法 エピタキシャル薄膜、結晶の完全性について説明できる。
第7回 薄膜の評価:膜厚と組成評価、結晶構造、化学評価 薄膜の評価方法について説明できる。
第8回 単結晶概論:単結晶の種類と用途、単結晶の作り方 I 単結晶の種類と用途について説明できる。
第9回 単結晶概論:単結晶の作り方 II 単結晶の製造方法について説明できる。
第10回 結晶成長理論 I:結晶とは、結晶成長の駆動力、核生成 単結晶成長の駆動力と核生成について説明できる。
第11回 結晶成長理論 II:結晶成長速度、吸着 単結晶の成長速度について説明できる。
第12回 結晶成長理論 III:結晶成長の機構、結晶平衡形、成長形 単結晶成長の機構について説明できる。
第13回 結晶成長と状態図:いくつかの状態図を例にして 状態図をもとに単結晶成長方法を決める事ができる。
第14回 結晶欠陥 I:格子欠陥の種類とその表示法 授業内容を理解し、欠陥の種類とその表記法について説明できる。
第15回 結晶欠陥 II:格子欠陥の熱力学、欠陥方程式、欠陥の会合 欠陥生成の熱力学、欠陥方程式について説明できる。

教科書

指定なし

参考書、講義資料等

講義資料は適宜、授業中に配布する。
参考書:
黒田登志雄著『結晶は生きている -その成長と形の変化のしくみ-』サイエンス社 (1989)
日本結晶成長学会編『結晶成長ハンドブック』共立出版 (1995)
Milton Ohring著『The Materials Science of Thin Films』Academic Press (2002)
S. Wolf and R.N. Tauber『Silicon processing for the VLSI Era: Vol.1-Process Technology』Lattice Press(1999)

成績評価の基準及び方法

配点は期末試験、演習、レポート点で総合評価する。

関連する科目

  • MAT.C206 : セラミックスプロセシング

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修条件は特に設けない。

このページのトップへ