ブリッジマン・ストックバーガー法

結晶
結晶
基礎
	結晶; 結晶構造; 核形成;
コンセプト
	結晶; 結晶成長; 再結晶; 種結晶; 原結晶質; 単結晶;
方法と技術
	ブール; ブリッジマン・ストックバーガー法; ファン・アルケル・デ・ブール法; チョクラルスキー法; エピタキシー; フラックス法; 分別結晶化; フラクショナルフリージング; 水熱合成; キロプロス法; レーザー加熱による台座成長; マイクロプルダウン; 結晶成長における成形プロセス; 頭蓋骨のるつぼ; ベルヌーイ法; ゾーン溶融;
	ヴ; t; e;

ブリッジマン・ストックバーガー法、またはブリッジマン・ストックバーガー技法は、物理学者パーシー・ウィリアムズ・ブリッジマン（1882年～1961年）と物理学者ドナルド・C・ストックバーガー（1895年～1952年）にちなんで名付けられました。この方法には、主にブール（単結晶インゴット）の成長に使用される2つの類似しているが異なる技術が含まれますが、多結晶インゴットの凝固にも使用できます。

概要

この方法では、多結晶材料を融点以上に加熱し、容器の片端からゆっくりと冷却します。容器の片端には種結晶が置かれています。種結晶と同じ結晶方位の単結晶が種結晶上で成長し、容器の長さに沿って徐々に形成されます。このプロセスは水平または垂直方向に実行でき、通常は回転するるつぼ/アンプルを使用して溶融物をかき混ぜます。^[1]

ブリッジマン法は、チョクラルスキー法では難しいガリウムヒ素などの特定の半導体結晶を製造する一般的な方法です。この方法では単結晶インゴットを確実に製造できますが、結晶全体で均一な特性が得られるとは限りません。^[1]

^{ブリッジマン[2]}法とストックバーガー^[3]法の違いは微妙です。どちらの方法も温度勾配と移動するるつぼを利用しますが、ブリッジマン法は炉の出口で生成される比較的制御されていない勾配を利用します。ストックバーガー法では、凝固点より高い温度と低い温度の2つの結合した炉を分離するバッフルまたは棚を導入します。ストックバーガーによるブリッジマン法の改良により、溶融物/結晶界面の温度勾配をより適切に制御できます。

上述のように種結晶を使用しない場合、棒、塊、または不規則な形状の断片からなる原料を溶かして再凝固させることで、多結晶インゴットを製造できます。こうして得られたインゴットの微細構造は、粒子が整列した方向性凝固金属および合金の特徴を備えています。

バグダサロフ法

1960年代からソ連でハチク・バグダサロフ（ロシア語：Хачик Багдасаров）によって開発された水平方向凝固法（HDSM）として知られる技術の変形。密閉されたアンプルではなく、短い側壁を持つモリブデン製の平底るつぼを使用し、 Yb：YAG（レーザーホスト結晶）^[4]や幅45cm、長さ1メートルを超えるサファイア結晶^{[5]など、さまざまな大型酸化}物結晶の成長に使用されてきた。しかし、HDSMで成長した結晶の品質は、気泡の存在という問題があるため、チョクラルスキー法とは異なります。

参照

フロートゾーンシリコン

参考文献

^ ハンス・J・シェール、ピーター・カッパー、ピーター・ルドルフ（2010年10月25日）。結晶成長技術：半導体と誘電体。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。pp. 177–178。ISBN 978-3-527-32593-1。
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^ Arzakantsyan, M.; Ananyan, N.; Gevorgyan, V.; Chanteloup, J.-C. (2012). 「Bagdasarov 法による直径 90 mm の大型 Yb:YAG 単結晶の成長」. Optical Materials Express . 2 (9): 1219–1225. Bibcode :2012OMExp...2.1219A. doi : 10.1364/OME.2.001219 .
^ Montgomery, Matthew; Blockburger, Clark (2017). Zelinski, Brian J. (ed.). 「可視光および赤外線ウィンドウ用の 18 x 36 x 1.5 インチサファイアパネル」. Proc. SPIE . Window and Dome Technologies and Materials XV. 10179 101790N-1 (Window and Dome Technologies and Materials XV): 101790N. Bibcode :2017SPIE10179E..0NM. doi :10.1117/12.2269465. S2CID 125444288.

[ScheelCapper2010-1] ハンス・J・シェール、ピーター・カッパー、ピーター・ルドルフ（2010年10月25日）。結晶成長技術：半導体と誘電体。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。pp. 177–178。ISBN 978-3-527-32593-1。

[2] ^ブリッジマン 、パーシー W. (1925)。「タングステン、アンチモン、ビスマス、テルル、カドミウム、亜鉛、スズの単結晶の特定の物理的特性」。アメリカ芸術科学アカデミー紀要。60 (6): 305–383。doi : 10.2307 /25130058。JSTOR 25130058。

[3] ^ストックバーガー、ドナルド C. ( 1936 )。「フッ化リチウムの大型単結晶の製造」。科学機器評論。7 (3): 133–136。Bibcode : 1936RScI ....7..133S。doi :10.1063/1.1752094。

[4] Arzakantsyan, M.; Ananyan, N.; Gevorgyan, V.; Chanteloup, J.-C. (2012). 「Bagdasarov 法による直径 90 mm の大型 Yb:YAG 単結晶の成長」. Optical Materials Express . 2 (9): 1219–1225. Bibcode :2012OMExp...2.1219A. doi : 10.1364/OME.2.001219 .

[5] Montgomery, Matthew; Blockburger, Clark (2017). Zelinski, Brian J. (ed.). 「可視光および赤外線ウィンドウ用の 18 x 36 x 1.5 インチサファイアパネル」. Proc. SPIE . Window and Dome Technologies and Materials XV. 10179 101790N-1 (Window and Dome Technologies and Materials XV): 101790N. Bibcode :2017SPIE10179E..0NM. doi :10.1117/12.2269465. S2CID 125444288.