无微管缺陷六英寸SiC单晶的制备

SiC单晶衬底中的微管缺陷对SiC基器件是一种致命的缺陷,会严重影响SiC功率器件的成品率。基于物理气相传输(PVT)法,通过改进生长设计装配制备了绝对零微管缺陷6in的n型4H-SiC单晶。从结晶学和动力学原理对改进生长设计装配消除微管的机理进行分析,阐明了单晶生长过程中微管分解和闭合的机制。采用的优化生长设计方案不仅有利于提高SiC单晶生长的稳定性,更可以提高SiC单晶的结晶质量,达到快速降低微管缺陷目的。所制备的无微管缺陷、大尺寸6inn型4H-SiC单晶更加适合制作高压以及特高压功率器件。     

无微管缺陷六英寸SiC单晶的制备EI北大核心CSCD

SiC单晶衬底中的微管缺陷对SiC基器件是一种致命的缺陷,会严重影响SiC功率器件的成品率.基于物理气相传输(PVT)法,通过改进生长设计装配制备了绝对零微管缺陷6 in的n型4H-SiC单晶.从结晶学和动力学原理对改进生长设计装配消除微管的机理进行分析,阐明了单晶生长过程中微管分解和闭合的机制.采用的优化生长设计方案不仅有利于提高SiC单晶生长的稳定性,更可以提高SiC单晶的结晶质量,达到快速降低微管缺陷目的.所制备的无微管缺陷、大尺寸6 in n型4H-SiC单晶更加适合制作高压以及特高压功率器件.     

氨热法生长氮化镓体单晶的工艺与设备

由于大尺寸氮化镓单晶难以获得,只能用异质衬底来制作氮化镓器件,因此现在的氮化镓基器件的性能指标还远低于其理论值.氢化物外延法、高压熔体法、助熔剂法和氨热法等许多方法已经用做生长氮化镓大尺寸单晶.其中,氨热法易于实现尺寸扩大,有批量化生产低成本氮化镓晶片的潜力.目前有两个问题仍有待解决.首先是设备,如何增大高压釜口径为液氨溶液提供可靠的设备;第二个是生长工艺,如何以较低的成本得到大面积,低缺陷密度的氮化镓.本文简单综述了氨热法生长大尺寸氮化镓晶体进展.主要内容是关注氨热法的设备和生长工艺.最后探讨了氨热法合成氮化镓单晶的发展前景.     

溶胶组分对AZO薄膜晶体结构的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备得到了AZO薄膜,研究了溶胶组分对AZO薄膜晶体结构的影响。结果表明:溶剂、稳定剂和铝掺杂量不仅可以改变晶体生长取向,而且影响晶体的尺寸;以乙二醇独甲醚为溶剂,乙醇胺为稳定剂能够得到(002)晶面优先生长,且粒径较大的晶体;而铝掺杂量的增加虽然能够增强晶体的优先生长趋势,但抑制了晶体的长大。     

水平梯度冷凝法生长优质ZnGeP_2单晶与性能表征

用自制的双温区机械震荡管式炉合成了Zn Ge P2多晶,单次合成量超过500 g。采用水平梯度冷凝法生长了质量为350~395 g的Zn Ge P2单晶,单晶最大尺寸为25 mm×32 mm×165 mm。通过X射线粉末衍射、摇摆曲线以及红外透射光谱等研究了合成的多晶和生长的单晶品质。结果表明:晶体(100)面摇摆曲线半峰宽为33″~42″,且峰型锐利、对称;在3~8μm的吸收系数小于0.01 cm~(–1),2μm处吸收系数小于0.03 cm~(–1)。另外,制备了Zn Ge P2光学参量震荡器件,该器件在2μm激光泵浦下成功输出3~5μm可调谐激光,光光转化效率为56.2%。表明生长的Zn Ge P2晶体具有较高的品质,能满足应用要求。     

坩埚下降法生长铌酸锂晶体

采用坩埚下降法,生长了直径为5 cm的铌酸锂晶体.探讨了晶体生长工艺条件,测试了晶体的透过光谱.所得晶体呈浅茶色,分析认为主要是氧空位缺陷所致.铌酸锂晶体通常用作声表面波(surface acoustic wave,SAW)器件的基片,氧空位缺陷可增加基片的电导率,减少器件制造过程中晶片开裂,有利于提高SAW器件成品率.     

导模法和温度梯度法生长r面蓝宝石

r面(0112)蓝宝石晶体可用作制备非极性GaN薄膜的衬底.采用温度梯度法(temperature gradient technique,TGT)和导模法(edge-defined film-fedcrystal growth,EFG)生长了质量良好的r面蓝宝石晶体.利用双晶衍射、光学显微镜、光谱仪观察和分析了晶体的结构和缺陷.结果表明:TGT法生长的r蓝宝石晶体的双晶摇摆曲线对称性好,半高宽值仅为18rad·s.位错密度为4×103cm-2,透过率达83%,晶体质量好.与TGT法相比,EFG法生长的r面蓝宝石晶体的结构完整性较差.位错密度为5×105cm-2,透过率仅为75%.但是EFG法具有晶体生长速度快,后期加工成本低的优点.     

高压熔体法生长高质量CdSe单晶

CdSe晶体是一种性能优异的非线性光学材料,但目前常规的生长方法很难生长出高质量单晶。本实验在理论推导的基础上,采用高压熔体法生长出了较大尺寸的CdSe晶体棒,并采用X射线衍射仪、能谱分析仪、腐蚀坑观察、Fourier变换红外光谱仪对单晶性能进行表征。结果表明:高压熔体法生长的CdSe单晶组分接近理想化学计量比(CdSe_(0.989)),且具备结构完整、位错密度小(10~4/cm~2)、结晶质量高(FWHM≤0.1°)、吸收系数低(0.03cm~(-1)以内)等优点,有望用于非线性光学频率转换实验。     

用RAP法引上技术生长KCL晶体

用RAP法(reactivo atmosphere process)处理KCl熔体,在不改变生长气氛和RAP继续处理的情况下,提拉生长KCl晶体,以解决高纯、大尺寸、生长速度快、成品率高和有较大经济效益的问题。     

高压IGBT器件用200mm硅外延材料制备技术研究

结合高压IGBT器件用200mm硅外延材料的特性要求,从表面缺陷控制、滑移线控制,以及产品电阻率纵向结构分布控制等方面,研究了外延材料制备过程中的各项工艺参数,优化了高压IGBT器件用大尺寸硅外延片的制备方法.通过研究生长温度与表面缺陷的对应性,降低了批产过程中的缺陷废片率;通过研究温场分布趋势与外延片表面滑移线的对应...     

生长大尺寸氟化钡单晶的温场设计

本文分析了生长大尺寸BaF_2晶体对温场的要求,具体设计和实现了满足生长要求的温场;讨论了温度梯度与坩埚下降速度的关系及对晶体质量的影响。     

碳素扩散场对塔状晶体合成的影响

高温高压温度梯度法生长宝石级金刚石时,碳素的扩散场会对晶体品质产生很大影响.不同分布的扩散场适合生长不同形貌的晶体.研究发现,图1的碳素扩散场适合生长尺寸较大的板状晶体.合成高温塔状晶体时,若β>0.6,合成出的绝大多数晶体内都会出现大量的包裹体.该扩散场不适合生长β值较大的塔状晶体.通过有限元模拟,得到了该扩散场碳素浓度等值线分布图.找到了该扩散场适合板状晶体生长的原因是碳素在扩散场的分布与板状晶体的形貌要求相匹配,与塔状晶体生长的要求相违背导致的.     

导向温梯法生长优质兰宝石单晶

评述了各种生长兰宝石晶体的工艺技术,着重指出采用Czochralski技术生长兰宝石晶体过程中存在的坩埚中熔体对流效应对晶体质量的严重影响,提出了生长兰宝石晶体的导向温梯法。 采用导向温梯法生长兰宝石晶体所得结果表明,其位错密度、光学均匀性、应力和散射中心等品质均优于Verneuil和Czochralski技术生长的晶体。还讨论了选用该法生长大尺寸、高质量兰宝石单晶的优缺点。     

NaBi(WO_4)_2晶体生长与开裂研究

钨酸铋钠 [分子式 :NaBi(WO4) 2 简称NBW ]是一种性能优良的闪烁晶体 .本工作采用提拉法生长出直径为 45mm ,高为 3 5mm的大尺寸NBW晶体 ,对生长的晶体中存在的开裂现象进行了研究 ,从理论上讨论了晶体中的热应力和热应变与晶体尺寸、温度梯度、提拉速度和转速等生长工艺参数之间的关系 .实验研究发现 ,晶体开裂与生长速度过快、转速过大、晶体冷却速率过快所造成的热应力有关 .并给出了制备无开裂优质NBW晶体的最佳生长工艺参数     

磷酸二氘钾晶体快速生长及其均匀性

高功率激光系统的发展对大尺寸、高性能磷酸二氘钾(DKDP)类晶体的需求越来越大。快速生长法较传统法可大幅缩短晶体生长周期，提高晶体生长效率。但是快速生长DKDP晶体锥面区和柱面区性能存在差异，导致不同位置的性能存在不均匀性，限制其在高功率激光系统中的应用。通过合成晶体生长溶液，采用点籽晶快速生长法生长了中等口径的高氘DKDP晶体，使用透过光谱，从线性吸收角度分析了快长DKDP晶体用作电光开关和频率转换器的可行性。结合Raman光谱技术及摇摆曲线的测试方法分析了晶体氘含量和结晶质量均匀性，为大尺寸DKDP的生长和应用提供参考。     

NaBi(WO4)2晶体生长与开裂研究

钨酸铋钠[分子：NaBi(WO4)2简称NBW]是一种性能优良的闪烁晶体,本工作采用提法生长出直径为45mm,高为35mm的大尺寸NBW晶体,对生长的晶体中存在的开裂现象进行了研究,从理论上讨论了晶体中的热应力和热应变与晶体尺寸,温度梯度,提拉速度和转速等生长工艺参数之间的关系,实验研究发现,晶体开裂与生长速度过快,转速过大,晶体冷却速率过快所造成的热应力有关,并给出了制备无开裂优质NBW晶体的最佳生长工艺参数。     

Nd∶KGd(WO_4)_2激光晶体生长

以K2 W2 O7为助熔剂 ,采用熔盐顶部籽晶 (TSSG)法生长出尺寸为 2 3mm× 2 0mm× 19mm的Nd∶KGd(WO4) 2 激光晶体 .比较了K2 WO4和K2 W2 O7两种助熔剂的性能及对晶体生长的影响 ,认为K2 W2 O7熔点较低可以有效地降低晶体生长温度 ,有利于控制晶体生长和生长环境 .进行了KGd(WO4) 2 -KNd(WO4) 2 系统二元相图的研究 ,认为两者互溶性好 ,有利于晶体生长 ,并且Nd3+ 易于以化学剂量比取代Gd3+ .采用XRD、偏光显微镜及TG -DTA对晶体性能进行了研究 ,实验表明所生长的晶体为高温相的 β -Nd∶KGW .用光学显微镜对晶体表面裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察 ,认为它们形成的原因是由于晶体生长工艺不稳定 ,温度梯度过大 ,拉速和降温速率过快     

Nd: KGd (WO4)2激光晶体生长

以K2W2O7为助熔剂,采用熔盐顶部籽晶(TSSG)法生长出尺寸为23mm×20mm×19mm的NdKGd(WO4)2激光晶体.比较了K2WO4和K2W2O7两种助熔剂的性能及对晶体生长的影响,认为K2W2O7熔点较低可以有效地降低晶体生长温度,有利于控制晶体生长和生长环境进行了KGd(WO4)2-KNd(WO4)2系统二元相图的研究,认为两者互溶性好,有利于晶体生长,并且Nd3+易于以化学剂量比取代Gd3+采用XRD、偏光显微镜及TG-DTA对晶体性能进行了研究,实验表明所生长的晶体为高温相的β-NdKGW.用光学显微镜对晶体表面裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察,认为它们形成的原因是由于晶体生长工艺不稳定,温度梯度过大,拉速和降温速率过快.     

温度梯度对核辐射探测器用PbI2晶体生长影响研究

以多晶碘化铅(PbI2)为原料,采用垂直布里奇曼法进行单晶生长,研究了PbI2单晶的生长特性,并研究了不同生长条件下晶体的宏观形貌、显微形貌、缺陷以及Ⅰ-Ⅴ特性.研究表明在温度梯度为5 K/cm时生长的碘化铅与温度梯度为0.6 K/cm以及1 K/cm生长的单晶相比,晶体质量较高,宏观缺陷和显微缺陷均有所减少,电阻率从6.7×108 Ω·cm以及6.8×108 Ω·cm提高至3.3 × 109Ω·cm可以有效提高晶体的探测效率.优化生长时的温度梯度有利于碘化铅单晶质量的提高,使其各项性能更加适用于室温核辐射探测器.     

磷锗锌晶体制备中的化学配比控制研究

分析了磷锗锌(ZnGeP_2)化学配比偏离产生的原因和对晶体造成的不良影响,提出了改进的方案。通过采用富P配料,提高生长料的装满度等措施,并运用改进的布里奇曼法,科学地设计出一个适宜晶体生长的温场,成功获得尺寸为Φ22 mm×45 mm的磷锗锌单晶。利用EDS和FTIR对生长的晶体进行表征,结果表明晶体化学元素配比接近理论值红外透过率高,满足光学器件的制做要求。