利用装置环形永磁场的直拉炉（PMCZ）生长单晶硅和掺锗硅晶体

设计了一种永磁（钕铁硼）环形磁场装置代替常规电磁场用于直拉炉生长单晶硅和掺锗单晶硅（PMCZ法）．磁力线呈水平辐射状均匀分布．只要磁场强度足够强,即可有效地抑制熔体中热对流和晶体旋转产生的离心强迫对流,从而有效地抑制了固液界面处的温度波动,降低以至消除微观生长速率的起伏,造成了一种类似于空间微重力环境下生长晶体的条件．在这种条件下,杂质和掺杂剂的运动方式受扩散规律控制．利用这种装置生长了掺锗（Ge∶Si重量比为1.0%,5.0%和10.0%）和不掺锗的硅晶体,获得了氧浓度较低,掺杂剂径向分布均匀性好的较高质量的晶体．该装置磁场强度可方便地通过调节磁环之间相对位置及磁环相对固液界面位置进行调控,满足不同工艺条件对不同的场强的要求．     

密闭式热场下<111>晶向Si单晶高晶转生长研究

在Kayex CG6000单晶炉上采用优化的350 mm密闭式热场,在23~25 r/min高晶转下用直拉法拉制出了Φ76.2~125 mm、n型高阻<111>晶向Si单晶,单晶的外形和径向电阻率均匀性良好。对<111>晶向Si单晶在高晶转下生长容易出现扭曲变形、棱面较宽现象的原因进行了分析。通过添加热屏,加强热场的保温和热屏的隔热作用,及缩小等径生长阶段熔Si液面与热屏间的距离,提高了晶体结晶前沿的温度梯度。从而避免了<111>晶向Si单晶的扭曲变形,减小了单晶棱面宽度,同时有利于消除晶体的漩涡缺陷。     

φ60mm掺碲GaP单晶的研制

用高压液封直拉法制备大直径GaP单晶重要的是控制拉制参数,如埚位、氧化硼厚度、热场、晶体坩埚直径比等.实验采用浮舟技术控制晶体直径,调整和控制参数使得晶体固液界面在拉制过程中始终凸向熔体,这对获得单晶非常重要.分析了晶体中电阻率、载流子浓度分布及位错分布.采用X射线双晶衍射对晶体质量进行了测试分析.     

复合式导流系统在CZ-Si单晶生长中的应用

光伏发电作为新的能源来源已经被广泛采用,单晶硅光伏电池拥有高的转换效率,长期以来受高端用户的追捧。但成本问题和产能问题一直限制着单晶硅光伏产业的发展。文章阐述了限制硅单晶生产成本和产能主要因素,并通过四个连续步骤的试验改进现在通用的硅单晶生产热场系统,通过实习工业生产中在统计数据的对比证明了改进热场系统在提高产能和降低成本方面的巨大优势。     

切割法生产硅芯电学性能的控制

本文对切割法生产硅芯的工艺进行了介绍，阐述了生产过程中如何控制硅芯的电学性能，以满足多晶硅生产对硅芯的质量要求，包括切割法生产硅芯的工艺流程、多晶硅生产对硅芯的质量标准、如何控制直拉硅棒电阻率、硅棒中的氧、硅棒加工前的退火处理，尤其是就如何控制直拉硅棒电学性能和硅棒中的氧施主进行详细分析。     

大直径重掺硅单晶工艺研究

重掺单晶一些独有的特性,能有效解决目前集成电路面临的一些难题。对大直径重掺硅单晶生长过程中的一些工艺进行了研究,主要包括掺杂方式和拉速设定两个方面,通过实验分析,选取了适宜的掺杂方式与拉速,最终生长出外形良好,符合电阻率目标要求的单晶。     

快中子辐照直拉硅中V2的FTIR研究

通过傅立叶红外光谱仪(FFIR)技术研究了由快中子辐照直拉硅中引入的辐照缺陷--双空位(V2)退火行为,主要研究了不同中子辐照剂量对双空位的影响.实验结果表明:随辐照剂量的增加双空位缺陷的浓度并不会无限地增加;间隙氧原子很容易与双空位缺陷结合形成比较稳定的空位-氧复合体,当退火温度超过200℃,双空位吸收峰消失.     

Cusp磁场中CZ硅氧浓度分布的数值模拟

利用FEAMG-CZ软件,模拟研究了cusp磁场对称面(定义为0高斯面)与熔体自由表面距离对直拉硅固液界面氧浓度分布的影响。结果表明:随着0高斯面的下移,熔体中的最小氧浓度降低,而固液界面的氧浓度升高,且径向均匀性变差。分析表明,这与熔体自由表面处的Marangoni流有关,抑制该流动有利于熔体中氧的蒸发,从而在自由表面下获得更低氧浓度的熔体,但会阻碍自由表面下方低氧熔体往固液界面的输运。因此,推断当0高斯面位于熔体自由表面下某一位置时,固液界面氧浓度将达到最低。模拟中,该位置位于Hm=0～-0.01m之间。     

采用氮保护气氛生长的功率晶体管用硅单晶的研究

本文论述在纯氮气氛中生长硅单晶技术,根据器件工艺要求,与器件厂相互配合,取得了功率晶体管成品率的大幅度提高,肯定了氮保护气氛下生长的硅单晶的优越质量。