直拉法硅晶体生长中单晶炉坩埚内熔体的数值模拟

硅晶体生长过程的模拟主要采用专用仿真软件或通用编程软件。目前针对专用仿真软件授权费用高、通用编程软件编程难度大且需要较高的编程技巧和理论水平这一缺陷,本文研究使用通用流体仿真软件Fluent模拟了单晶炉坩埚内熔体的流场和热场,并用Wheeler标准问题检验仿真结果。仿真结果表明,Fluent所得结果通过了Wheeler标准问题的验证,说明采用Fluent作为单晶炉模拟软件,对大尺寸硅单晶炉晶体生长过程中坩埚内硅熔体的多场问题进行数值仿真,为实际硅单晶生长热场设计及优化提供了依据。     

高性能倍半氧化物激光晶体生长及制造工艺与装备

发展高端激光制造技术与装备可促进我国传统制造业转型升级。由天津大学牵头的国家重点研发项目"高性能倍半氧化物激光晶体生长及制造工艺与装备"针对性能优良的大尺寸、高熔点倍半氧化物晶体生长工艺与集成装备,及硬脆激光晶体的高效低损伤超精密磨削、抛光工艺与装备等研发难题,开展晶体生长、加工工艺和装备的重大共性关键技术研究。项目预期发展具有自主知识产权、国际先进水平的大尺寸、高熔点倍半氧化物晶体的生长工艺及装备、加工工艺及装备。研制出的高精度大径厚比倍半氧化物激光晶体元件为高功率先进激光器提供核心元件,将会在增材制造、激光制造、信息产业等国家需求的重点领域开拓战略性的新兴产业。     

直拉硅单晶宽面控制工艺研究

探究了影响偏离111晶向硅单晶晶体宽面的主要工艺因素,通过不同的晶体生长工艺参数设定来进行111晶向硅单晶生长试验,通过对比不同工艺参数对晶体宽面的影响,最终确定了控制单晶宽面的最优工艺,获得了外形大幅优化的111晶向硅单晶。     

有色金属研究总院又传捷报

近日,北京有色金属研究总院研制成功了我国第一根直径18英寸(450毫米)直拉硅单晶和第一根直径12英寸红外光学锗单晶。直径18英寸直拉硅单晶的研制成功,将对提高我国半导体材料工业的研究水平、推动集成电路和信息产业的发展产生积极影响,标志着我国大直径硅单晶研究进入世界领先行列。锗单晶广泛应用于国防先进武器装备以及激光加工领域。目前,国外资料报道的锗单晶最大直径在12-13英寸范围,主     

晶体光纤研究获重要进展

晶体光纤生长技术是材料科学研究的一种高速、高效、低成本的重要手段。从80年代开始,已成为各国竞相研究的重要课题。 晶体生长设备的技术关键是形成一个温度均匀恒定、空间位置稳定、直径约10μm的高温区,并要求该设备具有生长速度稳定(可调速率)、消除震动之功能。 清华大学无线电电子学系光电子技术教研组承担了国家863高技术晶体光纤研制的重点项目,经过长期努力,于1988年4月建成了独具特色的激光加热小基座法晶体光纤生长设备,生长出直径40μm、长10cm的YAG和A12O3等材料的晶体光纤。该设备用高精密度对称聚焦系统把CO2激光从360°…     

超高温氧化物晶体及其生长技术

超高温氧化物晶体,比如钇稳定氧化锆、氧化镁、氧化铀以及部分稀土氧化物等,熔点往往高达2 300℃以上。它们在激光、超导、核燃料等领域具有重要应用,但在生长方法、坩埚材料、温度监测、温场控制等方面面临多重挑战。本文总结了目前少数几种超高温氧化物晶体生长研究进展,分析了各种生长技术的优缺点,探讨了超高温氧化物晶体生长的前景。     

4英寸<100>区熔硅单晶生长研究

在原有3英寸100区熔硅单晶生长工艺的基础上,通过适当的调整热场和生长参数,成功地在德国CFG4/1400P型区熔单晶炉上生长出了4英寸100晶向的区熔硅单晶,满足了对大直径100区熔硅单晶生长的需求。所生长的100晶向的硅单晶具有机械强度高、径向电阻率均匀性好的特点。     

直拉硅单晶炉热系统的改造对氧、碳含量的影响

为了降低大直径硅单晶生长过程中所引入的氧、碳杂质含量,提高硅单晶质量,特对18英寸直拉硅单晶炉的热系统进行了改进.实验结果表明,通过改变氩气流向和加热器的尺寸的改进型热系统,可降低了硅单晶中的氧、碳含量,缩短拉制晶体时间,降低消耗功率,提高硅单晶质量.图10,表1,参13.     

大尺寸硒化镉单晶生长及性能表征

硒化镉(CdSe)是一种光学和电学性能优异的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料.以硫化镉(CdS)晶片作为籽晶,采用物理气相传输(PVT)法生长出大尺寸CdSe单晶,并对其晶体结构和光学性能进行了表征.EDS和Raman测试显示,在晶体生长初期形成了CdSe_xS_(1-x),随着晶体生长硫元素含量逐渐减少并最终消失,最终生长出的CdSe材料为纯相的纤锌矿型CdSe晶体材料.XRD测试显示CdSe晶体的晶格完整性较高.以上结果表明,PVT法是一种理想的大尺寸CdSe单晶生长方法.     

砷化镓材料技术发展及需求

介绍了HB、LEC、FEC、VCZ、VB、VGF砷化镓单晶炉及生长技术,分析了各种生长技术的优缺点及发展趋势。HB砷化镓多晶合成和单晶生长可以同时完成,生长温度梯度小、位错小、应力小;其缺点为不易生长半绝缘砷化镓单晶材料。LEC法生长过程可见,成晶情况可控,可生长大尺寸、长单晶;其缺点是晶体温度梯度大、位错密度高、应力高、晶体等径控制差。VB/VGF法生长出的单晶位错密度和残留应力比LEC法低,晶体等径好,适合规模生产;其缺点在于容易产生双晶、线性缺陷和花晶,过于依赖生长系统重复性和稳定性。     

稀土晶体材料与应用

稀土是我国重要的战略资源,在永磁体、合金、催化剂、石油精炼、精细抛光、发光材料、玻璃陶瓷等高新技术领域具有重要的应用。稀土晶体是一类重要的高端光学材料,是指稀土元素可以完整占据结晶学结构中某一格点的晶体,作为核心工作物质在激光技术与电离辐射探测技术中得到了广泛应用。以稀土激光晶体、稀土闪烁晶体、稀土倍频晶体、稀土单晶光纤为代表,综述了近年来面向不同应用领域的高端稀土晶体材料在组成设计与性能优化方面的研究进展。在生长技术方面,结晶生长的化学键合理论能够为多尺度稀土晶体生长提供精细化的关键因素控制技术,有利于获得高品质稀土晶体材料。     

掺杂铌酸锂单晶光纤的制备

掺杂铌酸锂单晶光纤的制备王，冯子亮，李和平，王良盛，朱建国，焦志峰，徐晓菲（材料科学系）单晶光纤是激光技术与晶体生长技术相结合的产物，是近年来发展起来的新型光电子材料￣［１～２］，它兼备块状晶体和一般石英光纤的功能．单晶光纤与块状晶体相比，具有体积小...     

Te自助熔剂定向凝固法生长CdTe晶体

碲化镉(CdTe)晶体是一种制造室温X射线和γ射线探测器最为理想的半导体材料,在医学、食品、安检、核废料监测等应用领域前景广阔。采用一种Te自助溶剂定向凝固技术生长CdTe晶体,在区熔温场及坩埚旋转系统的综合作用下,获得了平坦状的理想固液界面形貌。生长?25 mm的CdTe晶体横截面单晶区域面积可达70%,从?56 mm的CdTe晶体中可截取尺寸达15 mm×15 mm×3 mm的单晶,电学测试表明CdTe晶体在未掺杂改性条件下电阻率达10~8Ω·cm。红外透射显示,CdTe晶体中包含尺寸范围为1～20μm的Te夹杂,这是CdTe单晶生长过程中出现的主要微观缺陷。该工作取得的相关成果对未来CdTe晶体生长技术发展具有一定参考价值和借鉴意义。     

人工晶体

<正>长程有序的固态物质称为晶体,凡用人工方法制备的晶体统称为人工晶体。晶体具有规则的几何外形,固定的熔点,并有对称性、均匀性、各向异性及最小内能性等基本特性。许多晶体具有独特的功能特性,如金刚石具有已知物质中最高的硬度,有很高的折射率和导电(导热)性等,硅单晶具有良好的半导体特性,可以生长出大尺寸无位错的单晶,因而广泛用于制备集成电路,成为当前信息社会最重要的基础材料之一。     

单温区管式炉气相输运生长NbSe_2超导单晶

化学气相输运(CVT)生长单晶通常采用双温区管式炉。利用普通单温区管式炉中的温度梯度实现了化学气相输运,并成功生长出了Nb Se2单晶。运用扫描电子显微镜,X射线衍射仪等方法对制备的Nb Se2单晶进行了形貌和结构的表征,并测量了低温下Nb Se2单晶的磁化率和电阻性质。结果表明,实验上生长出来的Nb Se2单晶具有金属光泽,晶体尺寸约为2 mm×2 mm,超导转变温度和转变宽度分别为7.1 K和0.3 K,超导体积分数约为79%。因此,单温区管式炉生长晶体的方法也可用于其他功能材料单晶的制备。     

环境湿度对VGF法半绝缘砷化镓单晶备料生长的影响研究

利用垂直梯度冷凝法生长半绝缘砷化镓单晶的环境是一个密闭的真空系统,但是在备料过程中不可避免要受到周围环境的影响。通过除湿设备对环境除湿,分别在湿度为40%,±5%,和60%,±5%,时,使用等质量的多晶料、掺杂剂等材料进行备料实验研究。结果表明,环境湿度较大时备料,VGF生长出的半绝缘砷化镓单晶表面有凹坑甚至沟道,影响单晶直径,而备料系统中适当的含水量有助于生长过程的掺杂,当环境湿度较大时备料反而会降低砷化镓晶体生长时掺杂C的浓度,进而降低其半绝缘性能。     

新型压电晶体材料四硼酸锂坩埚下降法新生长技术

该项目根据新型压电晶体材料的发展趋势,研究开发出用坩埚下降法生长四硼酸锂晶体的新工艺技术,生长出大尺寸(直径可达80mm)、高质量的四硼酸锂晶体材料,并实现了稳定生长,成品率由提拉法的30％提高到60％,在国际上率先实现了工业化。该发明1992年中国专利局授予发明专利,在四硼酸锂晶体生长技术领域处于国际领先水平。     

磷酸铝(AlPO_4)单晶的水热生长

我们采用重复升温法生长了大块的磷酸铝单晶,研究了不同切型的晶体生长速度,分析和观察了晶体的部分缺陷,讨论了影响晶体透明度的因素及提高晶体质量的途径。     

DJL-600型碳化硅单晶炉运行维护与故障排除

介绍了DJL-600型碳化硅单晶炉的基本结构和电气控制系统的工作原理,结合实际工作经验和设备的结构特点阐述了DJL一600型单晶炉的维护和常见故障排除方法。     

硅材料科学与工程的现状及我国的对策

一、硅材料的发展趋势为满足微电子和电力电子器件制造的需要,现代半导体硅材料产品已进入以优质大直径高精度加工硅片为主体的新阶段,这种高精密度、高洁净度和无尘防静电包装的抛光硅片,已达到可以直接进入集成电路生产线的水平。发展趋势主要有三个方面: 其一是研制和生产大直径直拉硅单晶(CZ—Si)的切磨抛光片,用作微电子集成电路或分立器件生产的芯片材料。目前日本、美国和德国等都在生产直径150～200毫米的精细抛光硅片,实验室中已能控制直径300～400毫米的CZ硅单晶。我国国家半导体材料工程研究中心也已拉制出直径150毫米的CZ硅单晶,已能生产75～100毫米的CZ硅