镓硼共掺对6英寸VGF法锗单晶电阻率均匀性的影响

由于杂质分凝效应,镓掺杂垂直梯度凝固(VGF)法锗单晶的电阻率分布不均匀,理论上利用镓和硼分凝系数的差异,镓硼共掺工艺可以提升锗单晶电阻率均匀性。采用镓硼共掺工艺制备了6英寸(1英寸≈2.54 cm)VGF法锗单晶,对比分析了掺杂工艺对锗单晶电阻率均匀性的影响。当镓和硼杂质浓度分别为5.13×10^(18)cm^(-3)和0.67×10^(18)cm^(-3)时,在等径0~40 mm范围内轴向电阻率不均匀性为4.92%,等径0 mm和40 mm处径向电阻率不均匀性分别为1.63%和0.45%,与镓杂质浓度为5.13×10^(18)cm^(-3)的镓掺杂工艺相比,锗单晶头部的电阻率均匀性明显提升。当硼杂质浓度提高到1.89×10^(18)cm^(-3)时,镓硼共掺锗单晶头部电阻率均匀性变差。结果表明,适量硼掺杂的镓硼共掺工艺可以提升锗单晶头部电阻率均匀性。

VGF半绝缘GaAs单晶片的碱腐蚀特性研究

研究了半绝缘GaAs的碱性腐蚀液的温度、配比对半绝缘GaAs晶片的几何参数、粗糙度、腐蚀速率等的影响,根据碱性腐蚀原理;解释了腐蚀液温度对晶片翘曲度的改善原因,以及腐蚀速率随温度和配比的变化规律;实验结果表明在碱性腐蚀液中晶片的TTV和粗糙度比较稳定。

VB/VGF法制备掺FeInP晶体的电阻率均匀性

针对4.5英寸(1英寸≈2.54 cm)掺Fe InP晶体普遍存在的轴向和径向电学参数分布不均匀问题,深入研究了晶体生长工艺参数对电学参数分布的影响。结合垂直布里奇曼(VB)法和垂直梯度凝固(VGF)法,利用六段温区控制及坩埚线性下降的装置,优化了坩埚的旋转和下降速度,以调节掺杂剂Fe在熔体中的分凝、固液界面形状及晶体头部与尾部的生长速度。这些措施不仅改善了晶体的固液界面形状,使其由较凹变得平缓,同时实现了晶体生长速率的合理匹配与温度梯度的精确控制,显著提升了晶体的位错密度和电学参数的均匀性。与传统VGF法相比,VB/VGF法掺Fe InP晶体的轴向电阻率差值降低了259%,径向电阻率均匀性提高了2.0%~7.1%。

VGF法中降温速率对InP单晶生长的影响

垂直梯度凝固(VGF)法生长磷化铟(InP)单晶时产生的缺陷主要有孪晶、位错、多晶等,这些缺陷严重影响了InP单晶的产量与品质。首先简述了VGF法生长InP单晶过程中容易产生的主要缺陷,然后通过实验对各生长阶段的降温速率进行调整,成功改善了孪晶、位错重复出现的情况。实验结果表明,增大放肩过程的降温速率有利于抑制放肩过程产生的内切孪晶,但容易增加晶体肩部的位错密度,至等径部位发生位错增殖。为解决此问题,实验在增加放肩降温速率的同时,适当减小了等径降温速率,从而有效抑制了等径部位的位错增殖。最终,实验中生长出了平均位错密度低于50 cm-2的高质量掺S InP单晶。

4 inch低位错密度InP单晶的VGF生长及性质研究

采用高压垂直温度梯度凝固法(VGF)生长了非掺、掺硫和掺铁的4 inch直径(100)InP单晶,获得的单晶的平均位错密度均小于5000 cm^(-2)。对4 inch InP晶片上进行多点X-射线双晶衍射测试,其(004)X-射线双晶衍射峰的半峰宽约为30弧秒且分布均匀。与液封直拉法(LEC)相比,VGF-InP单晶生长过程的温度梯度很低,导致其孪晶出现的几率显著增加。然而大量晶体生长结果表明VGF-InP晶锭上出现孪晶后,通常晶体的生长方向仍为(100)方向,这确保从生长的4 inch VGF-InP(100)晶锭上仍能获得相当数量的2~4 inch(100)晶片。由于铁在InP中的分凝系数很小,掺Fe-InP单晶VGF生长过程中容易出现组份过冷,导致多晶生长。通过控制生长温度梯度及掺铁量,可获得较高的掺铁InP单晶成晶率。对VGF-InP单晶的电学性质、位错密度及位错的分布特点、晶体完整性等进行了研究。

p型Ge单晶VGF生长位错抑制研究

垂直梯度凝固(VGF)法在单晶生长时温度梯度低,热应力小,是目前制备大尺寸、低缺陷晶体的首选方法。在不同的工艺条件下开展了p型VGF锗单晶生长实验研究。通过控制不同温区的温度和降温速率来减小生长温度梯度和晶体内部的应力。在保证VGF锗单晶成晶率的前提下,明显降低了锗单晶的位错密度和位错排的数量。研究发现,温度梯度在2~3℃·cm^(-1)内可保证单晶生长且使4英寸(1英寸=2.54 cm)锗单晶片平均位错密度降低到3 000 cm^(-2)以下。此外对VGF法生长锗单晶表面沟槽的形成原因进行了分析研究。

10cm VGF法GaAs单晶生长过程中热应力的数值模拟

采用数值模拟技术模拟了10cm(4in)VGF法GaAs单晶生长过程中的温场分布、固液界面形貌以及热应力分布。推导得到了固液界面形状与轴向温度梯度和径向温度梯度之间的关系,定义了一个固液界面形状函数,用以表征固液界面偏离度。固液界面偏离度可定义为晶体边缘和晶体中心轴向位置的差值。计算得到固液界面凹(凸)度的临界值,小于该值时,固液界面附近的热应力低于临界分解剪切应力(CRSS)。模拟计算了两个时刻的晶体中的热应力分布:当偏离度大于临界值时,晶体中的热应力大于CRSS,反之,晶体中的热应力小于CRSS,验证了理论推导的结果。

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。

6英寸半绝缘GaAs单晶VGF和VB联合生长技术

为了生长6英寸(1英寸=2.54 cm)半绝缘GaAs单晶,采用水平梯度凝固(HGF)法合成GaAs多晶。将装有籽晶、GaAs多晶、氧化硼和碳粉的热解氮化硼(PBN)坩埚装入石英管内并抽真空后密封。然后将石英管装入单晶炉内,升温熔化多晶并熔接籽晶后,采用垂直梯度凝固(VGF)法生长晶体肩部,采用垂直布里奇曼(VB)法生长晶体等径部分。在对VGF和VB晶体生长法进行理论分析的基础上,采取优化支撑结构、增加VGF晶体生长降温速率、优化VB晶体生长速度等措施提高6英寸GaAs晶体生长的成晶率至48%以上。基于半绝缘GaAs补偿理论,采取过量碳粉掺杂和El2的控制等措施,提高晶体电阻率至大于4×10^7Ω·cm,降低电阻率不均匀性至小于25%。通过优化生长界面,使GaAs单晶的位错密度降低至小于104 cm^-2。

VGF结晶法中砷化镓表面平衡温度的计算

根据VGF结晶技术的特点,建立了结晶炉内的辐射换热模型,并利用有限差分法对变温条件下砷化镓晶体表面的辐射换热进行了数值求解. 模拟结果得出了晶体表面平衡温度的变化规律,与设定值比较具有良好的一致性. 所得结果确定了晶体生长过程数值模拟的热边界条件,并对实际的温度控制提供了重要的理论依据.

运用数值模拟技术改进VGF法生长GaAs晶体

在VGF法生长GaAs晶体的过程中固液界面凹向晶体,很容易在坩埚圆锥面处生长多晶。本文采用专业晶体生长模拟软件CrysVUn对实验温场进行了计算机模拟并提出改进方案,把底加热器取消并在坩埚底部加入氦气冷源,底部结构类似于热交换法系统。这样改变热场结构,得到凸向熔体的固液界面。

神经肽VGF作为新型抗抑郁调节因子的研究进展

抑郁症作为主要的致残疾病预计到2020年将成为全球第2大疾病负担。随着研究的深入,该病的发病机制也从"单胺类递质假说"向"神经营养假说"及"增强神经发生作为抗抑郁手段"的认识转变,为发现新型抗抑郁调节因子带来了希望。大量研究表明神经肽VGF参与海马神经发生及神经可塑性的的调节,对神经元的增殖与存活功能发挥着重要调节作用,表明神经肽VGF有望成为一种新型抗抑郁调节因子。本文将对近年来神经肽VGF在神经发生、神经营养及突触活动的调控机制进行综述,进一步为研究以神经肽VGF为靶标的新型抗抑郁药物提供了新思路。

VGF-InP中气孔形成机理及对晶体质量的影响

采用垂直梯度凝固(VGF)法生长的InP单晶晶锭中部出现气孔,观察了气孔的形成过程,解释了气孔的产生机理,分析了晶体中气孔对晶体质量的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱、化学腐蚀法和霍尔测试系统对InP样品的均匀性、结构特性、发光特性、位错密度和电学特性进行测试分析。结果表明,气孔周围磷含量较高,气孔周围XRD摇摆曲线的平均半峰全宽为65.97″,比化学配比InP晶片高1.3倍;位错密度为2134 cm-2,比化学配比InP晶片高10倍;迁移率为837 cm2·V-1·s-1,比化学配比InP晶片低50.3%。磷气孔破坏了晶体的化学配比和晶格完整性,晶格排列较差,气孔附近位置结晶质量差。磷气孔对周围位置产生一定应力,导致周围位错堆积,气孔使晶片的迁移率下降。

环境湿度对VGF法半绝缘砷化镓单晶备料生长的影响研究

利用垂直梯度冷凝法生长半绝缘砷化镓单晶的环境是一个密闭的真空系统,但是在备料过程中不可避免要受到周围环境的影响。通过除湿设备对环境除湿,分别在湿度为40%,±5%,和60%,±5%,时,使用等质量的多晶料、掺杂剂等材料进行备料实验研究。结果表明,环境湿度较大时备料,VGF生长出的半绝缘砷化镓单晶表面有凹坑甚至沟道,影响单晶直径,而备料系统中适当的含水量有助于生长过程的掺杂,当环境湿度较大时备料反而会降低砷化镓晶体生长时掺杂C的浓度,进而降低其半绝缘性能。

用VGF法生长6英寸锗单晶中籽晶熔接工艺研究

采用垂直梯度凝固(VGF)法生长单晶时,其温度梯度较低,生长速率较小,目前已成为生长大直径、低位错密度晶体的主流技术之一。在VGF法生长单晶的过程中,籽晶的熔接工艺直接影响着单晶生长的成败。研究了拉速器速度、保温时间及石英棉用量对6英寸(1英寸=2.54 cm)锗单晶VGF生长中籽晶熔接的影响,并确定了最佳的籽晶熔接工艺。研究结果发现,当拉速器速度为3~4 mm/h、保温时间为75~100 min、石英棉用量为15~20 g时,实现了对籽晶熔接工艺的精准控制,熔接长度为12~22 mm,位错密度小于500 cm^(-2),有效地降低了生产成本,提高了生产效率和单晶率。

新型VGF系列贫燃天然气发动机

一种新型的1800r/min系列发动机已经问世,这类发动机基于一种独特原理的燃烧室,其燃烧室的设计旨在产生极强的涡流。这种活塞可以使发动机在稀可燃混合气状态下获得低NOx排放的同时,能稳定地运转,并且燃料经济性非常好。这种新型燃烧室是在平顶活塞上挖下一个偏心非圆的深碗形组成。在活塞顶面一侧挤气面积约占总面积50％,所形成的高速横向气流进入(随后流出)碗中后,在中心安装的火花塞处产生高速径向气流。这些发动机有6、8、12和16缸等,其单缸额定功率为50kW/1800r/min、涡轮增压、中冷。基础部分设计成坚固的结构,它可以承受涡轮增压柴油机的负荷,其余部分则是为火花塞点火的天然气发动机而设计的。气缸盖有4个气阀,进气道能产生高涡流,并增强了气缸盖的冷却,以适应天然气发动机较高的温度。活塞采用高速喷油冷却。

影响VGF法GaAs-Si单晶成品率的因素

阐述了现有VGF法GaAs-Si单晶生长过程中影响晶体成品率的各种因素。实验过程利用单晶生长炉进行生产出4英寸GaAs-Si单晶,使用磨床除去晶棒表面氧化层,再用氢氧化铵、过氧化氢和纯水按2∶1∶1浸泡,纯水冲洗干净,用纸巾擦干晶棒表面。通过对晶体外观检测颜色差异性,用Hall测试仪检测晶体电性能、电子显微镜查看EPD等,判断砷化镓单晶的成品率及存在的缺陷问题。通过讨论了坩埚形状,坩埚质量,坩埚烘烤,GaAa原料清洗效果、石英管质量、晶体生长速度、生长温度、环境湿度和环境杂质9种因素对单晶生长的影响,基本解决了VGF砷化镓单晶生长成品率中的关键问题。

高温退火处理提高半绝缘VGF-GaAs单晶的电学性能

垂直梯度凝固法(VGF)生长的低位错半绝缘(SI)GaAs单晶存在电阻率和迁移率低、电学补偿度小、均匀性差等问题.在3种不同温度条件下,对VGF-SI-GaAs晶片进行了加As压的闭管退火处理.结果表明,经过1160℃/12h的高温退火处理后,VGF-SI-GaAs单晶的电阻率、迁移率和均匀性均得到了显著提高.利用Hall、热激电流谱(TSC)、红外吸收法分别测试分析了原生和退火VGF-SI-GaAs单晶样品的电学性质、深能级缺陷、EL2浓度和C浓度,并与常规液封直拉法(LEC)SI-GaAs单晶样品进行了比较.原生VGF-SI-GaAs单晶中的EL2浓度明显低于LEC-SI-GaAs单晶,经过退火处理后其EL2浓度显著增加,电学补偿增强,而且能级较浅的一些缺陷的浓度降低,因而有效提高了其电学性能.

VGF法生长的低位错掺Si-GaAs单晶的缺陷和性质

研究了垂直梯度凝固法(VGF法)生长的掺Si低阻GaAs单晶材料的晶格缺陷和性质,并将VGF法和LEC法生长的非掺半绝缘GaAs单晶进行了比较.利用A-B腐蚀显微方法比较了两种材料中的微沉积缺陷,对其形成原因进行了分析.利用荧光光谱研究了掺Si-GaAs单晶中Si原子和B原子的占位情况和复合体缺陷.Hall测量结果表明,掺Si低阻VGF-GaAs单晶中存在很强的Si自补偿效应,造成掺杂效率降低.VGF-GaAs单晶生长过程中高的Si掺杂浓度造成晶体中产生大量杂质沉积,而杂质B的存在加重了这种现象.对降低缺陷密度,提高掺杂效率的途径进行了分析.

VGF油墨

SunChemical新推出一款VGF网版印刷油墨，VGF是一款平光的单组分UV型油墨，UV固化能量低，紫外固化简单；具有良好的耐磨和耐化学品性的特点；对PMMA、ABS硬塑料、PC、广告牌、橱窗工艺材料等具有良好的附着力，主要适用于家电面板、广告、橱窗等领域。该款VGF油墨由上海乐易化工有限公司代理销售。