稳定提拉法晶体生长界面的装置和方法研究

为了解决传统提拉单晶体生长界面不稳定的难题,该文在传统全自动提拉单晶炉等径控制理论的基础上,通过原料补充装置,不断添加与晶体生长量相等的晶体原料至坩埚内,以稳定晶体生长液面的高度不变;再通过光学放大和电荷耦合器件（CCD）成像装置测量晶体实时直径的变化,以此变化率调整晶体旋转速度,最终使晶体生长界面始终维持在一个相对稳定的理想状态,从而保证晶体外形符合设定要求和内部品质的优良。     

四机部1411研究所1981年科研报告摘要

连续加料法生长Nd:Cr:YAG晶体贾浦明连续加料法是当前实现自动控制生长大尺寸光学晶体的方法之一。本报告提出用连续添加原料的方法保持熔体中Nd,Cr掺杂浓度恒定。从恒掺杂浓度的熔体中生长Nd:Cr:YAG晶体在保持熔体水准面不变的情况下:(1)减少热场变化因素便于控制晶体生长;(2)辅     

提拉法生长钆镓石榴石(GGG)晶体

用提拉法生长出了优质的钆镓石榴石(Gd3Ga5O12)晶体,晶体尺寸达φ35 × 70mm。详细描述 了晶体生长工艺过程,讨论了生长气氛对及坩埚形状对晶体生长的影响。     

恒组分提拉单晶炉的设计与研究

晶体生长过程中由于溶质"分凝现象"的存在,会造成生长出来的晶体沿轴向不均匀分布,从而制约了大尺寸、超长、高均匀性晶体的生长。因此,该文设计了晶体自动生长控制系统和料棒自动补充控制系统,以保证晶体生长液面的高度不变,以及棒料添加组分与晶体组分一致,从而克服晶体生长过程中"分凝现象"的影响,也为晶体生长界面形状的稳定性控制奠定了可靠的基础。     

大尺寸氟化物晶体的坩埚下降法生长研究

采用坩埚下降法,在自制的真空炉内石墨坩埚中生长了大尺寸LiF、CaF2 和LaF3 晶体。生长前,在水平电阻炉内对市售的氟化物原料进行了氟化处理,合成了稳定的无水氟化物多晶料。通过优化生长参数,如适当的炉温分布、合适的晶种以及缓慢的降温速率,成功地生长出尺寸分别为<110mm×50mm、<200mm×45mm和<50mm×50mm的LiF、CaF2 和LaF3 晶体。     

碲锌镉晶体中夹杂问题的实验研究

采用红外透射显微镜检测和研究了热解氮化硼(PBN)坩埚生长碲锌镉晶体(CdZnTe)中的缺陷—夹杂,并对夹杂的影响因素进行了分析。研究发现:不同原料的化学配比、自由空间体积、饱和蒸汽压、晶体生长温场对晶体中夹杂的种类、形状、密度和尺寸都存在着影响,通过一系列工艺的改进可以获得夹杂合格的碲锌镉晶体。     

坩埚位置对PVT生长AlN晶体过程中物质传输的影响

使用FEMAG晶体生长模拟仿真软件以及自主开发的PVT法有限元传质模块对全自动、双电阻加热物理气相沉积炉开展了AlN晶体生长工艺过程中不同坩埚埚位对温度场、过饱和度场及烧结体升华速率等影响的模拟仿真分析研究。模拟仿真结果表明:在给定工艺条件下,坩埚埚位较低时烧结体温度较高且内部温差较小,烧结体升华表面存在较大的Al蒸气分压梯度,各表面升华速率较快且均匀,籽晶衬底生长前沿温度场呈微凸分布,有利于晶体扩径及生长高质量晶体。随着坩埚埚位的上升,低温区向坩埚壁扩展,预烧结体内轴向及径向温度梯度增加,籽晶衬底附近径向温度梯度逐步降低,过饱和度区域扩大且增强。在坩埚埚位较高情况下,坩埚内原料升华变得不均匀,坩埚侧壁存在高过饱和区域,极易在坩埚壁上发生大量的AlN多晶沉积。模拟分析结果与大量实际晶体生长实验后的坩埚壁处沉积现象及剩余烧结体原料形态相符,较好地验证了模拟仿真分析结果的准确性。     

旋转法下降炉的智能控制

随着我国人工晶体材料工业的飞速发展,急需性能优良、稳定性好、自动化程度高的晶体生长设备。提出了炉室上升坩埚旋转技术,不仅利于提高生长晶体的品质,而且生长设备简单,易于实现自动化控制。采用性能优良的ADμC812微控制芯片进行控制．是晶体生长设备控制方法的有益探索。该设备自动化程度较高,速度运行可靠,维护简单方便,具有推广价值。     

垂直Bridgman法生长氟化钙晶体的数值分析

利用Fluent软件,模拟计算了垂直Bridgman法大尺寸氟化钙晶体生长的具体过程,研究了晶体生长过程中的热传递和熔体对流传热,分析了固相、液相和坩埚的热导率的差异对坩埚中心轴的轴向温度分布和轴向温度梯度以及界面处的径向温度分布和径向温度梯度的影响。分析结果表明:熔体对流传热的效果随晶体生长的不断进行逐渐减弱;固相、液相和坩埚的热导率的差异对坩埚中心轴的轴向温度分布和轴向温度梯度以及界面处的径向温度分布和径向温度梯度有重要影响;晶体的结晶速度和坩埚的下降速度存在不一致性。     

VGF法生长半导体晶体的研究进展

VGF法可实现晶体生长条件可控,晶体重复性好,所生长晶体尺寸大、位错密度低、应力小,是一种很有前景的晶体生长方法。本文综述了VGF法生长半导体晶体、数值模拟和磁场应用的国内外研究进展。     

双段式加热锗单晶生长设备的结构设计

锗单晶和锗单晶片是重要的半导体材料,锗单晶的生长广泛采用的是CZ(直拉)法,其主要结构包括底座及立柱装置、下传动装置、主炉室、插板阀、副炉室、籽晶提升旋转机构、液压驱动装置、真空系统、充气系统及水冷系统等。     

InSb晶体生长固液界面控制技术研究

在固液界面控制方面,对Si等成熟半导体的研究较多,而对锑化铟(InSb)材料的研究极少。对InSb晶体等径段生长过程中晶体拉速、转速和坩埚转速对固液界面形状的影响进行了模拟分析以及实际的晶体生长实验。结果表明,这三个生长参数对固液界面形状的平稳控制具有一定的效果。获得了平稳固液界面控制方法,为后续生长更低位错密度、更均匀径向电学参数分布的InSb材料打下了基础。     

TDR-70A型单晶炉的维护与常见故障分析

随着大规模集成电路和太阳能光伏电池的飞速发展,越来越多的TDR-70A型单晶炉投入了市场应用,为了充分发挥设备的能力,有必要对设备的维护及故障的排除有更深的了解,结合设备的结构特点阐述了TDR-70A型单晶炉的维护与常见故障分析,供大家参考。     

初始埚位对单晶少子寿命的影响

在KX260晶体生长系统上装备24英寸(1英寸=2.54 cm)热场,装料量为120 kg。采用5种不同的初始埚位(-50,-60,-70,-80,-90 mm),其他工艺参数相同的晶体生长工艺,拉制了5根200 mm、p型、晶向〈100〉、电阻率2Ω.cm的单晶硅棒。待硅棒冷却后,取片进行少子寿命和氧含量的测试,根据所得数据分析不同初始埚位对少子寿命的影响。由分析结果得出结论:随着初始埚位的提升,单晶硅棒少子寿命逐渐降低。结合实际生产利润及硅片品质需要,最后得到最适合晶体生长的初始埚位是-70 mm。     

直拉单晶硅中埚跟比的精确计算研究

在直拉单晶硅生长过程中,埚跟比（即坩埚上升速度与晶体提拉速度的比值）的设置非常重要,它直接决定了液面位置的稳定性。其不但影响单晶硅成品的质量,而且不合理的埚跟比设置可能会在直拉单晶硅生长过程中出现变晶断苞,导致单晶生长失败。目前国内大多数光伏单晶硅生产商仅仅依靠人工经验来设置埚跟比,其准确性很难保证。采用体积元积分的方...     

碲锌镉晶体材料合成技术研究

碲锌镉晶体是研制碲镉汞红外焦平面探测器所需的衬底材料。其制备技术由源材料合成、晶体生长、衬底加工和测试评价四个部分组成。对源材料合成工艺中的放热过程和合成料化学计量比的控制方法进行了研究。通过测量合成反应过程中石英坩埚的温度,计算了合成反应过程的放热速率。用可视监控系统观测了碲锌镉多晶合成反应的动态过程,揭示了影响合成反应速率的因素。在此基础上,用温度梯度法和定向凝固法技术实现了对合成反应速率和合成料化学计量比的有效控制。     

A modified vertical Bridgman method for growth of high-quality Cd<Subscript>1−x</Subscript>Zn<Subscript>x</Subscript>Te crystals

In order to deal with the phenomena of Cd evaporation from the raw materials and the heterogeneity caused by the larger-than-unity segregation coefficient of Zn in CdTe during the conventional vertical Bridgman method (VBM) growth of Cd1-xZnxTe (CZT), two modifications—Cd compensation and accelerated crucible rotation technique (ACRT)—are simultaneously adopted to the VBM. By a combination of VBM with the two modifications, several CZT ingots with the dimensions of ∼60×150 mm² are grown. Structural, optical, and electrical characterization of the as-grown CZT crystals reveals that the application of Cd compensation and ACRT is of obvious efficiency in improving concentration homogeneity, reducing defect density, raising crystal quality and, therefore, upgrading the optoelectronic properties of CZT crystals. Nuclear spectra measurements of detectors fabricated from the as-grown crystals also indicate that both modifications can upgrade the detecting performance of CZT.