水平舟生长GaSb单晶的研制

文中详细地介绍用水平舟生长GaSb单晶的实验过程。简述水平单晶炉的结构及热场分布。用于晶体生长的石英舟经喷沙、Ga炼舟和HF浸泡等措施较好地解决了熔体与石英舟之间的沾润。本实验还特制了一个石英舟,它具有Ga、Sb分开脱氧、合成和去膜之功能,从而实现了Ga、Sb脱氧、合成、去膜和晶体生长在同一石英管内相继进行的新工艺。对GaSb单晶生长的诸多条件进行了详细地分析和讨论。实验结果表明用此法可作到晶锭的90%以上是单晶。掺Te—GaSb单晶的室温载流子浓度为1~3×10~(18)cm~(-3)。其对应的电子迁移率一般是在2500—2700cm~2/V·S的范围。已观察到晶体中位错密度的最小值和最大值分别为70cm~(-2)和1×10~3cm~(-2)。     

水平三温区法制备低位错和无位错掺Si—GaAs单晶

本文叙述了水平三温区法制备低位错和无位错掺Si—GaAs单晶的工艺,介绍了三温区炉的结构,论述了掺Si—GaAs晶体与石英舟的沾润和单晶生长的有关问题。试验结果表明水平三温区炉工艺稳定,具有重现性。在本工艺的条件下,单晶生长率可达70％以上。(100)面生长,获得8厘米~2低位错单晶,位错密度小于2000厘米~2;(100) 面为5厘米~2无位错单晶,位错密度小于500厘米~(-2),在尾段有零位错样品。     

低位错掺铟与不掺杂LEC SI—GaAs单晶生长工艺研究

在微波半导体领域内,2～3英寸高迁移率、高完整性的SI-GaAs单晶是制做GaAs器件特别是GaAs IC的理想材料,但用LEC法生长的单晶位错密度较高,EPD达10~4～10~5cm~(-2)。根据国内外的报道,现有降低LEC GaAs单晶位错工艺的实质是降低单晶的热应力与提高临界切应力。根据这种观点,我们在改进的高压单晶炉中生长了直径     

低位错锑化铟单晶的研制

在高频直拉单晶炉中,适当增加石英坩埚的高度,并在坩埚外附加一个石英套管,使之形成一个较为合理的热场。在这个新的热场中已拉制出直径为20～30毫米的低位错密度的Insb单晶。其位错密度接近于10~2厘米~(-2)。从而使InSb单晶的位错密度比原先制备的至少下降一个数量级以上。结合直拉单晶工艺和缩颈技术,对排除和降低位错的措施进行较为详细的实验研究,并就两种热场拉制的InSb单晶进行了位错对比分析和讨论。同时,观察到籽晶与熔体接触面因热冲击而新生的位错,其密度约为3×10~2厘米~(-2)。     

用正电子湮灭技术研究深冲钢板不同应变路径中的位错密度

本文应用正电子湮灭多普勒增宽测量技术研究了深冲钢板在单向拉伸、平面应变和等双向拉伸变形条件下的位错密度变化规律。结果表明:当等效应变从0.02增加到0.82时,位错密度从2.0×10~9 cm~(-2)增加到5.34×10~(11)cm~(-2),当变形路径不同时,位误密度的增长速度也不同。     

<100>P型4英寸无位错锗单晶的研制

从4英寸无位错锗单晶的生长温度梯度条件出发,设计开发了直拉法生长4英寸无位错锗单晶的双加热器热场系统;并对其热场进行了一系列的数值模拟研究,获得了4英寸无位错锗单晶的温度分布、轴向和径向的温度梯度分布以及热应力的分布结果:双加热器热场系统生长的锗单晶中轴向温度梯度在0.1~0.6 K·cm-1范围内,径向温度梯度为0.02~0.26 K·cm-1;锗单晶中局部区域的热应力值超过了锗单晶的临界切应力1 MPa,其他区域的热应力小于临界切应力。实验将双加热器热场系统中生长的无位错锗单晶,按要求切取测试片后进行位错腐蚀测量研究,获得测试片的位错密度和锗晶体的位错纵向分布。论文研究结果表明,锗单晶晶体中的应力分布数值模拟预期结果与实验生长的锗单晶位错腐蚀实验研究结果一致:该双加热器热场系统适合拉制4英寸无位错锗单晶;其位错呈离散分布,位错密度为350~480 cm-2。     

φ75mm直拉硅单晶的控氧工艺

一、前言 一般地说,氧是半导体材料硅中含量最多的杂质,其含量可达10~(18)cm~(-3)数量级。硅中的氧兼有优缺点。优点为“吸除效应”和“钉扎效应”;缺点是单晶的电阻率和寿命会受影响,易出现诱生缺陷,晶片可能变形。优点对器件工艺有利,缺点对器件工艺有害,使晶片质量变坏。 众所周知,不同器件要求不同的氧含量:p型(100),[O]=1.0～1.3×10~(18)cm~(-3),用于MOS;n型(100),[O]=1.3     

GaAs中杂质-空位络合物在生长无位错单晶中的作用

本文从 GaAs 体晶体的补偿比计算得的 D·V_(Ga)(杂质-镓空位)浓度,来估计 n 型掺杂晶体的“掺杂效应”(通过掺杂降低晶体位错密度)。综合分析已发表的及本所的掺 Si、S、Se、Te 和Sn 晶体的实验数据,结果表明,掺杂效应的有效性与 D·V_(Ga)浓度有关。各种杂质形成的 D·V_(Ga)对位错密度的影响大致相同,位错密度随 D·V_(Ga)的增加而下降,当浓度约达1.5×10~(18)厘米~(-3)(对 Si 为折合后可比的浓度)左右时,可以长成无位错单晶。晶体位错密度与 D·V_(Ga)之间具有如下一般的关系:EPD=A-m〔D·V_(Ga)〕~(1/4) (A、m 为常数)。D·V_(Ga)降低位错的作用可能是它与位错相互作用增强晶体屈服应力所致。此外,从杂质与缺陷相互作用的观点,简单地讨论了 Al,N 和 Zn 的掺杂效应。     

水平法生长无位错掺Si-GaAs单晶

用水平法生长成掺Si的无位错GaAs单晶。位错密度低于500厘米~(-2),电子浓度1-6×10~(13)厘米~(-3)。 水平法生长掺Si-GaAs单晶的主要困难是熔体与石英舟的沾润;其结果有二:(1)引入应力,得不到低位错的晶体;(2)易生孪晶,单晶率很低。 采用三温区法抑制Si与石英的反应,结合新合成工艺可以完善地解决沾润问题。注意选择籽晶的方向,可以减少孪晶的发生率。 克服上述问题后,用籽晶法可以生长成无位错的掺Si-GaAs晶体。     

锗单晶中位错密度的影响因素

直拉法生长的空间太阳能电池用锗单晶中位错密度的影响因素有:籽晶中位错延伸对晶体中位错密度的影响;温度梯度对位错密度的影响;固液界面形状对位错密度的影响;机械因素对位错密度的影响。通过dash技术排除籽晶中位错的影响;通过调整晶体所处的热场(改变埚位和保温筒高度)、改变熔体中轴向负温度梯度的状况(增加坩埚杆的保温效果和开双加热器)和通过设计出轴向温度梯度为线性温度梯度径向温度梯度较小的热场来减小温度梯度对位错密度的影响;通过调整固液界面形状(改变拉速、埚转和晶转)来改善由于固液界面形状不佳带来的位错增值现象。通过上述措施可以基本消除单晶中位错排、位错堆以及小角晶界,得到低位错密度的单晶。     

低位错锗单晶片的表面位错腐蚀研究

锗单晶在红外以及空间太阳能电池都有广泛应用。目前,超过90%的空间电源都是锗基太阳能电池,使得低位错锗单晶成为空间太阳能电池的基础材料。太阳能电池使用的锗单晶要求位错密度低于1000 cm-2,高效电池甚至要求单晶位错密度低于300 cm-2,其对锗单晶片内部的位错数量要求不断提高,对位错密度测量精度提出更高的要求。采用HNO3-HF体系的抛光腐蚀液对锗单晶片进行处理,通过择优腐蚀显示位错。通过改变金刚砂粒度、抛光温度、抛光时间、腐蚀温度、腐蚀时间、晶向偏离角度等条件,从表面粗糙度及金相图表面形貌等方面进行了比较和分析,确定了不同条件下的锗单晶片抛光腐蚀情况,以及晶向偏离角度大小对位错密度偏差的影响。结果表明,采用本文确定的切割、研磨、表面腐蚀方法,位错形貌清晰显现完全,位错测量误差可以控制在5.5%以内,能够保证测量精密度。为实际应用中锗材料位错密度测量及腐蚀工艺的改进提供实验依据及理论参考。     

4英寸低位错锗单晶生长

采用直拉法生长 4 英寸低位错锗单晶,研究了热场温度梯度、缩颈工艺、拉晶工艺参数对单晶位错密度的影响,测量了单晶位错密度,结果表明位错密度小于3000.cm-2,满足空间GaAs/Ge太阳电池的使用要求.     

用DLTS法测量p型硅MOS结构的界面特性

对p型硅衬底上的MOS结构用DLTS法测量了界面态密度的能量分布和俘获截面与能量的关系。 (100)方向P型硅衬底浓度约为2×10~(15)cm~(-3),氧化层厚度在110～160nm(1100～1600A)之间,蒸铝、制成栅极。测量结果表明,界面态密度在价带上面0.3eV处达到最大值,有些样品的这一最大值低至5×10~9eV~(-1)cm~(-2),界面态对空穴的俘获截面O_P≈10~(15)cm~2。由室温附近的DLTS谱的少子产生峰,结合Zebst寿命测量,求得界面产生速度。实验表明,体产生寿命越大,界面产生速度越小。界面产生速度与禁带中央附近的界面特性、尤其是态密度有密切关系。     

〈111〉籽晶的偏角和偏离方向对生长无位错真空区熔硅单晶的影响

一、前言 无位错真空区熔硅单晶是一种比较理想的Si(Li)X射线探测器级材料,具有低氧低碳的优点,但在真空下生长无位错单晶比在气氛下生长困难得多。实践表明<111>籽晶的取向对生长无位错单晶有较大的影响。国外曾报道过气氛下生长无位错单晶与<111>籽晶的取向有关。本实验的目的是探讨真空下生长无位错硅单晶是否与<111>籽晶取向     

液封法制备低位错及无位错砷化镓单晶

在液封直拉法中,采用镓、砷直接合成工艺,在特定的热场下,应用缩颈技术,最大可制得直径、为30毫米,长9厘米重约220克无位错单晶,并可稳定地制得直径近于30毫米的低位错单晶(～5×10~3厘米~(-2))。试验结果表明:温度场的选择,缩颈技术,放肩角度控制是制备低位错或无位错单晶的关键,本文初步探讨了化学计量比,杂质偏析对位错密度的影响。     

wx60,wx65级管线钢的显微组织和强度

武钢研制试生产了用在石油管的含Nb微合金化控轧带钢,该钢冶炼轧制工艺简便,性能较稳定,易于组织生产。对大生产样品,利用金相、透射电镜、特征X射线能谱等手段对带钢的显微组织作了观察,对晶界强化,沉淀强化,位错强化等进行了初步分析。带钢的显微组织为细小的铁素体—珠光体,晶粒平均直径5～7μ。珠光体量约10～15％,为退化或球化珠光体形态。晶界上有颗粒状碳化物。基体上有细小NbC沉淀,平均直径约13nm,呈弥散分布、相间沉淀形态及钉扎于位错线上,基体位错密度为1.6×10~9cm~(-2)。铁素体的平均晶粒直径与屈服强度的关系符合HaII-Petch方程σy=σi+ky·d~(-1/2),求得σi=18.8kgf·mm~(-2),ky=2.63kgf·mm~(-3/2)。其中σi=σo+σ_(so)+σ_(ppt)+σ_(dis)为各强化因素的迭加,而σ_o为位错的点阵阻力,σ_(so)为固溶强化项,σ_(ppt)为沉淀强化项,σ_(dis)为位错强化项,测量计算的结果表明,该钢中上述各强化项的值依次为2.0,5.8～6.1,7.1—7.9,3.0kg.mm~(-2),合计σi=(17.9～19.0)kg.mm~(-2)。     

热处理对高压电解电容器阳极铝箔比电容的影响

本文研究了不同的退火工艺对450伏高压电解电容器用 L01铝箔(Al≮99.93%)组织结构和比电容的影响。结果表明,高温短时退火可以使铝箔的表面产生有利的取向,减少位错密度(ρ_⊥)的下降。L01铝箔加热到580℃保温40分钟后空冷,可获得最大的(100)织构百分数(f_((100))%=35.41),在退火条件下,f_((100))%是影响比电容(K)的重要因素,f_((100))%最大时,K 也最大(K=0.28μF/cm~2)。随着退火温度和退火时间的增加,晶粒尺寸长大,位错密度下降,只有晶粒大小适宜,ρ_⊥下降不多,f_((100))%大大增加时,才可获得高的 k 值。     

浅谈海绵钛布氏硬度与杂质关系

一、前言众所周知,金属的硬度是机械性能的综合描述。实践表明,海绵钛的布氏硬度(HB)与抗拉强度(б_b)、伸长率(δ％)、面缩率(ψ％)有下列关系: HB<200kg/mm~2时,б_b=0.2764(HB-150)+47.3608; HB<150kg/mm~2时,δ％=31.8003-0.4167(HB-150); HB=150-170kg/mm~2时,δ％二28.8071一0.1334(HB-150); HB>170kg/mm~2时,δ％二26.7179-0.0632(HB-150); HB≤170kg/mm~2时,ψ％=58.7690-0.5486(HB-150);     

VGF法GaAs单晶位错分布的数值模拟和Raman光谱研究

采用数值模拟技术和Raman光谱法对4inch垂直梯度凝固(VGF)法GaAs单晶位错进行了研究。运用数值模拟软件计算了GaAs晶体生长过程中的位错分布,模拟计算与实验结果一致。通过Raman光谱测量,定量计算了晶片表面的残余应力分布。Raman测量结果表明,残余应力与位错密度分布基本一致。在VGF法生长的GaAs单晶中观察到了不完整的位错胞状结构,并利用Raman光谱法对其进行了微区分析。     

氧注入高熔点金属表面的结构转变

苏联格鲁吉亚综合技术研究所研究了钼、钨、铌单晶样品（111）和（110）方向上表面注入氧（剂量1.10~(17)～1.10~(18)/cm~2和能量100 keV）的晶体结构变化情况。用次级离子质谱和电子衍射法分析了200～400℃注入退火后的温度关系。