半導体用語集
単結晶成長機構
英語表記：mechanism of single crystal growth
結晶成長には、大別して気相→固相、液相→固相、固相→固相の3種類がある。気相→固相成長は、エピタキシャル反応が代表的な例であり、比較的よく理論的な研究がなされている。液相→固相成長は、CZ法による単結晶引き上げが、固相→固相成長は、たとえば、裏面にポリシリコン膜をデポしたウェハがデバイスプロセス工程の熱処理を受けると、単結晶化する現象などが該当する。単結晶の成長は、成長の方向に反応が進むか、または、分解してそれぞれの原子に分かれるかの境界の大きさを持つ粒子状態である、核がきっかけになる。成長が起こるためには、その空間の原子濃度が、過飽和度より高くならなければならない。また、たとえば水の場合、0℃に保っても、不純物などの粒子が存在しないと水ができない。このような状態を過冷却状態という。過飽和度が十分高くない状態を示す。外力場や不純物粒子などの存在しない自由空間においては、核発生には大きな過飽和度を必要とするが、外力場や不純物粒子が存在する場合には、過飽和度が小さい状態で核が発生する。自由空間での核発生を均一核形成、外力場や不純物粒子をきっかけに核発生する場合を不均一核形成と呼ぶ。安定な核が作られると、原子は核の上を表面拡散、衝突などを繰り返し安定な場所に付着することで、成長として使われる。なお、核から再蒸発する原子もあると考えられている。
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