通过温度控制LEC—GaAs单晶化学配比的实验研究

通过温度压力改变，使整个ＬＥＣ－ＧａＡｓ单晶生长过程Ａｓ损失最小。获得了化学配比较好的ＳＩ－ＧａＡｓ单晶。单昌表面离和，特别是单晶尾部结构缺陷也少。分析了ＬＥ－ＣＳＩ－ＧａＡｓ单晶生长过程Ａｓ的挥发和生长环境压力对生长的单昌位错密度的影响。     

不同熔体配比的InP分析研究

原位磷注合成ＬＥＣ晶体生长法可分别合成得到富铟、近化学配比或富磷的ＩｎＰ熔体，并进行ＬＥＣ晶体生长，我们对不同配比程度的材料进行了ＦＴ－ＩＲ、ＰＬ、变温Ｈａｌｌ等测试工作，得到了一些相当有意义的结果，对研究非掺杂半绝缘ＩｎＰ提供了非常有意义的实验证据。     

InP单晶材料现状与展望

介绍了制备InP单晶材料的主要方法,包括传统液封直拉技术(LEC)、改进的LEC技术、气压控制直拉技术(VCZ0PC-LEC)0垂直梯度凝固技术(VGF)0垂直布里奇曼技术(VB)等。对这些方法进行了分析和对比,指出各种方法的优势和发展方向。还讨论了大直径InP单晶生长技术的发展和关键因素。     

不同熔体配比的InP分析研究

原位磷注入合成 Ｌ Ｅ Ｃ晶体生长法可分别合成得到富铟、近化学配比或富磷的 Ｉｎ Ｐ熔体, 并进行 Ｌ Ｅ Ｃ晶体生长。我们对不同配比程度的材料进行了 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ、 Ｐ Ｌ、变温 Ｈａｌｌ等测试工作, 得到了一些相当有意义的结果, 对研究非掺杂半绝缘 Ｉｎ Ｐ提供了非常有意义的实验证据     

GaAs单晶生长工艺的发展状况

综述了几种较为成功的适合于工业化大规模生长及科研应用的GaAs材料的生长工艺，如液封直拉法、水平布里支曼法、垂直梯度凝固法／垂直布里支曼法和蒸气压控制直拉法。对比分析了几种GaAs晶体生长工艺的优缺点，并介绍了各种器件和电路对GaAs单晶材料的要求。列举了GaAs单晶生长中有待解决的问题：热对流与残余热应力问题；位错和亚结构问题；与晶体生长相关的化学计量问题，此外还介绍了我国GaAs材料的发展状况。     

化学配比对掺铁InP中铁激活效率的影响

采用磷注入法合成磷化铟(InP)熔体,用液封直拉(LEC)法生长了不同化学配比的掺铁(Fe)InP单晶.用红外吸收光谱研究了化学配比对掺Fe InP单晶中Fe激活效率的影响.结果表明,富磷条件下Fe的激活效率高于配比及富铟条件,分析其影响机理,认为与不同配比条件下铟空位(VIn)的形成能有关.通过第一性原理计算了不同配...     

FEC法生长Si和In双掺GaAs单晶生长技术

研究了几种消除LEC GaAs材料的位错措施以降低温度梯度从而尽可能降低晶体的热应力。掺入等电子In或Si使杂质硬化,为了抑制晶体表面产生位错,开发了全液封切克劳斯基(FEC)晶体生长技术。结合以上三种技术开发出了Si和In双掺FEC GaAs单晶生长技术以消除位错。采用此技术已生长出半导体低位错密度的GaAs晶体,经证实这种掺Si和In低位错GaAs衬底可以满足GaAs LED制作。     

TDL-Ta60型单晶炉的研制

介绍了TDL-Ta60型单晶炉的设计思路及工作原理,结合晶体生长的特殊工艺要求,分析了其主要结构及特点。     

直拉法制备锑化铟单晶的表面杂质研究

制备高质量锑化铟(InSb)单晶是发展大规模红外焦平面器件以及新型高温红外探测器衬底材料的关键。而在用直拉法生长InSb的过程中,表面杂质的出现会严重影响成品率。利用X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)技术研究了生产中InSb晶体表面杂质膜层的成分,分析了其主要来源及造成的影响,并采取相应工艺措施进行了改进。结果表明,InSb晶体表面杂质膜层的主要成分为In₂O₃、Sb₂O₃和Sb₂O₅三者的混合物以及碳沾污,其厚度不超过40 nm。通过对单晶炉处理和保护气氛的工艺优化,表面杂质大大减少,为获得高质量晶体奠定了基础。     

X射线三轴晶衍射法测量半绝缘GaAs单晶的化学配比

采用X射线三轴晶衍射法,根据As间隙原子对作为过量As在GaAs单晶材料中存在的主要形式的模型,可以无损、高精度测量半绝缘GaAs单晶的化学配比.并探讨了引起晶格变化的原因及其与熔体组分的关系,对于制备高质量GaAs单晶及其光电器件具有重要的意义.     

X射线三轴晶衍射法测量半绝缘GaAs单晶的化学配比

采用X射线三轴晶衍射法,根据As间隙原子对作为过量As在GaAs单晶材料中存在的主要形式的模型,可以无损、高精度测量半绝缘GaAs单晶的化学配比.并探讨了引起晶格变化的原因及其与熔体组分的关系,对于制备高质量GaAs单晶及其光电器件具有重要的意义.     

TDR—80型单晶炉的研制

介绍TDR—80 型单晶炉的设计思路及工作原理,并结合单晶炉的特殊工艺要求,分析了其主要结构及性能特点     

LEC法GaSb晶体生长数值模拟研究

采用有限元模拟软件对液封直拉(LEC)法生长锑化镓晶体过程进行计算机建模。模拟分析了晶体旋转、坩埚旋转及隔热屏等因素对GaSb固-液界面形貌的影响。结果表明,晶体旋转与坩埚旋转分别具有促使凸向熔体的固-液界面曲率减小及增大的作用,且同等转速条件下,坩埚旋转对固-液界面形貌影响更大。此外,减小放肩角度、去除炉体上部的隔热屏等措施,均具有使凸向熔体的固-液界面曲率降低的作用。而使用液封剂使凸向熔体的固-液界面曲率增大。坩埚在加热器中存在某一位置,使熔体内部轴向梯度最大。炉膛内氩气流速最剧烈部位为保温罩与拉晶杆间的区域,Ar气对流导致上炉膛温度提高,并降低熔体表面温度约8℃。     

大直径单晶生长中稳定真空度和优化气流控制的改进措施

随着国内大直径直拉单晶技术的发展,一些原先在小直径单晶中并未引起重视的问题,对大直径单晶生长的负面影响日渐显现.大直径单晶对其生长环境有很高的稳定性要求.本文就其中真空度的稳定和气流控制的优化两个方面,提出了改进方案,以提高大直径单晶生长的成晶率和内在品质.     

化学气相传输法大尺寸ZnO单晶生长模式控制

借助传输剂的作用,化学气相传输法(CVT)ZnO单晶生长过程具有足够高的组分过饱和蒸气压,因而具有很强的生长驱动力.控制单晶的成核和生长模式成为获得大尺寸ZnO单晶的关键.对不同条件下CVT法ZnO单晶生长的实验现象、晶体表面形貌和晶体质量进行了研究分析,给出了晶体生长模式与生长温度、化学配比等条件的关系.并在此基础上实现了ZnO单晶的二维成核生长模式的控制,获得厚度均匀、单一晶向的高质量大尺寸ZnO单晶.     

大型单晶炉炉内压力的控制研究

随着晶体生长理论和生长技术的发展,各种高纯度的晶体已经生产出来,这给晶体管的研制创造了便利条件,同时,也对生长设备的要求提出更加严格的要求。论述单晶炉炉内压力的控制;通过调节比例阀的开度起到改变抽气的速率;从而达到调节炉内压力的目的;实现了理想的压力控制。     

氧碘化学激光器最佳工作压力的研究

本文通过对O_2(a~1△)气相传输规律的分析,从理论上证明了氧碘化学激光器存在最佳的工作压力,并对不同情况下系统的比能进行了计算,同时给出了确定激光器最佳工作压力的方法。     

铜布线化学机械抛光的失效研究

分析了铜电连接在今后晶片制造中的主导作用,阐述了铜布线的结构,即在由钽作为阻挡层及采用电镀铜形成的电连接的情况下,抛光规律符合经典普莱斯顿方程;在粗抛磨料采用氧化铝,精抛配比采用武亚红提出的方案情况下,采用旋转式低速较大下压力情况下抛光,整个晶片依然存在较大的不均匀性。分析100μm线宽的碟形缺陷会逐渐减小但最后会有少许增大。整个晶片的侵蚀会和其图案密度成正比,但在同种分布情况下,精抛时间越长,则侵蚀缺陷越大。最后指出了今后发展的高速底压力会显著解决当前不均匀性问题,但失效机制分析意义依然很重大。     

沉积温度对BiFeO3薄膜的微观结构与化学计量比的影响

采用高分辨透射电子显微镜并结合选区电子衍射、X射线能谱仪技术研究沉积温度对BiFeO3薄膜的微观结构与化学计量比的影响。与600℃和700℃沉积的BiFeO3薄膜相比,在500℃沉积的BiFeO3薄膜表面出现了许多岛状的二次相,即Bi2O3。当沉积温度提高到600℃和700℃时,外延BiFeO3薄膜是单晶,并且与SrRuO3缓冲层匹配良好,而且没有出现位错和二次相。通过大量的EDS数据统计分析,在500℃、600℃和700℃生长的BiFeO3薄膜,它们的Bi/Fe摩尔比分别为0.798、0.906和0.870,其中,Bi元素的缺乏可能是由于500℃时析出物Bi2O3的形成和700℃时Bi的挥发所致。     

化学量光纤传感器的原理及实验研究

介绍了几类化学量光纤传感器的简单原理。用国产元件建立了一个测量大气中甲烷气体浓度的实验装置,该装置的测量灵敏度约为7000ppm,是甲烷气体在大气中最低爆炸极限的13％。