生长单晶用SiC粉料合成工艺研究进展

Si C以其优异的物理化学性能在很多领域都有着广泛的应用前景,做为第三代半导体材料,Si C单晶是制作高频、大功率电子器件的理想材料。针对用于单晶生长的高纯Si C粉料的合成方法与合成工艺的研究现状进行了阐述,并对不同合成方法优缺点进行了评述,不同合成工艺对合成产物的影响进行了总结,提出了生长单晶用Si C粉料的研究方向。

在磁场中生长单晶技术与超导应用

在磁场中生产单晶是八十年代发展的新技术。它能大大改进单晶的性能以满足半导体工业的需要,本文介绍了在磁场中生长单晶的基本原理、对磁场的要求及实现磁场的方法。分析比较表明,对于较大直径的单晶炉,使用超导磁场能减少磁体体积及重量,大大节省运行费用,较永磁和电磁铁有明显的优越性。

在用再生原料生长单晶工艺中自动化控制的研究

在过去的生产中 ,使用提拉法 (Czochralski)从再生原料中生长钽酸锂 (LiTaO3)、铌酸锂 (LiN bO3)单晶 ,都是采用人工控制扩肩工艺 ,这是一种繁琐的重复性劳动 ,不仅消耗人的精力、体力 ,对产品质量的控制也十分不利。经过我们长期的实验研究 ,现已基本实现扩肩工艺的自动化控制 ,从而减轻了劳动强度 ,提高了生产效率及产品质量 。

Cs3Cu2I5单晶生长与发光性质研究

近年来发光材料已广泛应用于照明、显示和医学影像等领域。铜(Ⅰ)基卤化物因其优异的发光特性和稳定性受到广泛关注。本文报道了生长Cs_(3)Cu_(2)I_(5)单晶的方法,使用有机溶剂(DMF)以溶剂挥发法生长出3×2.4×1 mm的单晶。Cs_(3)Cu_(2)I_(5)是一种具有零维结构的全无机铜(Ⅰ)基卤化物发光材料,晶体结构属于正交晶系Pnma空间群。Cs_(3)Cu_(2)I_(5)单晶在254 nm紫外光激发下表现出明亮的蓝色发光,光致发光峰在445 nm左右,光致发光量子产率为56.65%。此晶体光致发光具有大的斯托克斯位移(117 nm)和984.89 ns的光致发光寿命。Cs_(3)Cu_(2)I_(5)在蓝光LED方面具有应用潜力。

红外测温仪在碳化硅单晶生长炉中的应用

碳化硅单晶生长炉的温度监测及控制是碳化硅晶体生长工艺的关键。针对碳化硅单晶生长炉的高温测量需求及使用工况,分析了红外测温仪测温的工作原理及分类,研究了碳化硅单晶生长炉的测温结构及温度控制技术。通过引入模糊PID算法实现了热场温度的稳定控制,经过升温测试试验,达到碳化硅工艺生长的要求。

基于8英寸的碳化硅单晶生长炉技术

碳化硅是制作高温、高频、大功率以及高压器件的理想材料之一。为提高生产效率并降低成本,大尺寸碳化硅衬底的制备是重要发展方向。针对8英寸碳化硅单晶生长的工艺需求,分析了碳化硅物理气相输运法生长机理,研究了碳化硅单晶生长炉的加热系统、坩埚旋转、工艺参数控制技术,通过热场模拟仿真分析和工艺试验,成功制备生长了8英寸晶体。

晶圆级立方碳化硅单晶生长取得新突破!

碳化硅(SiC)具有宽带隙、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高热导率等优异性能,在新能源汽车、光伏和5G通讯等领域具有重要的应用。与目前应用广泛的4H-SiC相比,立方SiC(3C-SiC)具有更高的载流子迁移率(2-4倍)、低的界面缺陷态密度(低1个数量级)和高的电子亲和势(3.7eV)。利用3C-SiC制备场效应晶体管,可解决栅氧界面缺陷多导致的器件可靠性差等问题。但3C-SiC基晶体管进展缓慢,主要是缺乏单晶衬底。前期大量研究表明,3C-SiC在生长过程中很容易发生相变,已有的生长方法不能获得单一晶型的晶体。

A轴向生长各向异性单晶光纤的模式特征

分析了A轴向生长单晶光纤的电磁场方程、场的表达式、边界条件以及色散方程。数值分析了几个低阶模式的色散曲线和横向场分量的结构特性;精确求解了各向异性A轴向生长的单晶光纤的电磁场方程,得到了横向场分量的精确解。利用精确到一阶的边界条件,得到各向异性A轴向生长单晶光纤的色散方程。数值分析了强各向异性A轴向生长单晶光纤仅存在m阶基元模式时的色散曲线以及横向场分量的结构特性。

化学气相传输法生长ZnO单晶

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶.通过控制源区和生长端的温度梯度,使用碳辅助增强质量传输效应,在无籽晶自发成核的条件下,得到了晶粒尺寸达5mm×8mm的ZnO晶体.利用长有GaN层的蓝宝石晶片作为籽晶,得到了直径32mm、厚4mm左右的ZnO单晶体.用光致发光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质并对生长的热力学过程和现象进行了分析.

大直径6H-SiC单晶的生长

SiC是一种重要的半导体材料,它具有优良的热学、力学、化学和电学性质,不但可以用作基于GaN的蓝色发光二极管的衬底材料,同时又是制作高温、高频、大功率电子器件的最佳材料之一.上世纪90年代以来,各国竞相投入大量的人力、物力进行SiC单晶的研究和产业化工作,我国在国家重大计划中进行了SiC单晶的生长研究,也取得一定成绩,但是至今可重复的大直径单晶生长一直没有得到解决.本文报道了在SiC单晶生长方面取得的最新进展.

半导体单晶生长过程中的位错研究

阐述了现有的半导体单晶位错模型,即临界切应力模型和粘塑性模型的基本理论及应用状况。分析了熔体法单晶生长过程中影响位错产生、增殖的各种因素,以及抑制位错增殖的措施。与熔体不润湿、与晶体热膨胀系数相近的坩埚材料,低位错密度的籽晶可有效地抑制生长晶体的位错密度;固液界面的形状及晶体内的温度梯度是降低位错密度的关键控制因素,而两因素又受到炉膛温度梯度、长晶速率、气体和熔体对流等晶体生长工艺参数的影响。最后,对熔体单晶生长过程的位错研究进行了展望。

高阻碲锌镉单晶体的生长及其性能观测

报道了采用富 Cd原料的无籽晶垂直布里奇曼法生长高阻碲锌镉 Cd0 .8Zn0 .2 Te(CZT)单晶体的新工艺 ,对所生长的晶体作了 X射线衍射分析、红外透过率测试、光吸收截止波长测量及电学性能测试 .晶体在 4 4 0 0～ 4 5 0 cm- 1范围内的红外透过率达到 5 0 % ,截止吸收波长为 787.6 nm,带隙为 1.5 74 e V,室温电阻率达到 2× 10 1 0 Ω· cm ,已接近本征 Cd0 .8Zn0 .2 Te半导体的理论值 .用该晶体制作的核探测器在室温下对 2 4 1 Am和 1 0 9Cd放射源均有响应 ,并获得了比较好的 2 4 1 Am- 5 9.5 ke V吸收谱 .结果表明改进的方法是一种生长室温核辐射探测器应用的高阻

化学气相传输法生长ZnO单晶及性质研究

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶。在无籽晶自发成核的条件下,使用碳辅助增强质量传输方法,得到了晶粒尺寸达4mm×10mm的ZnO晶体。利用长有GaN层的蓝宝石晶片作为衬底,得到了直径为30mm、厚2mm左右的ZnO单晶体。比较了不同温度条件下晶体生长的结果并进行热力学过程和现象了分析。用光荧光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质。

大尺寸弛豫铁电单晶PIMNT的坩埚下降法生长

PIMNT单晶是近年来最新发现的弛豫铁电晶体材料,该三元固溶体单晶具有比较理想的压电、铁电和介电性能,本文报道了大尺寸PIMNT单晶的熔体坩埚下降法生长的实验研究结果。采用固相合成钙钛矿相多晶料,采用垂直坩埚下降法成功生长出最大直径为3英寸的PIMNT单晶;从所生长单晶原胚的三方相区段切割加工出(001)取向晶片,就(001)晶片的介电、压电及铁电性能进行了测试表征,表明其材料性能能够满足相关超声换能器件制作的实用需求。本论文还着重讨论了PIMNT单晶生长所涉及的系列关键技术问题,如富铅熔体对铂金坩埚的侵蚀、晶体原胚的单晶性表征、晶体生长过程的组分偏析与单晶原胚的性能分布等。

CdGeAs_2多晶合成与单晶生长研究

对新型中红外非线性光学材料CdGeAs2的多品合成和单品生长进行了研究．以高纯（99．9999％）As、Ge、Cd为原料，按照CdGeAs，化学计量比并适当富Cd、As配料，采用机械振荡与熔体温度振荡相结合的方法合成出CdGeAs2多品材料，使用改进的坩埚下降法生长山Ф15mm×45mm、外观完整无开裂的CdGeAs2单晶体．XRD全谱拟合精修、红外傅里叶分光光度计测试分析表明：合成的CdGeAs2晶体具有单相四方黄铜矿结构，晶格常数为a=b=0．5946nm，c=1．1217nm；生长出的CdGeAs2单晶体结构完整，结品性好，晶体的易解理面为（101）面，红外透明范围589－4250cm^-1，拟合计算出CdGeAs2晶体的禁带宽度为0．67eV．

硅酸镓镧单晶的生长、性质及电光应用的研究

硅酸镓镧(La3Ga5SiO14,langasite,简称LGS)是一种多功能晶体。LGS和石英同属32点群,具有良好的压电和电光性质,本文在综述LGS晶体基本性质的基础上,总结了我们对这种晶体生长和性质的研究工作,测量了LGS晶体电光性质,采取措施消除旋光性影响,首次用其设计制作了电光Q开关,结果表明其效果与DKDP晶体电光Q开关相当;进而开发了高功率高重复频率Q开关,双端面泵浦模式,激光重复频率为50 KHz时,最高输出可以达到12.5瓦,脉宽为46 ns。通过改进晶体生长条件,可获得直径约50 mm,长度为100 mm,重约1000 g的光学级LGS晶体,基本满足晶体电光Q开关应用的要求。

高温高压金刚石单晶生长界面的研究

利用扫描电镜及Ａｕｇｅｒ电子谱技术研究了高温高压下金刚石单晶生长界面的特性，观察到了金刚石单晶表面及金属膜表面的沟槽结构及金刚石－金属、金属－石墨两个主界面间的过渡层结构及界面间Ｃ原子电子组态的变化。

碘化汞单晶生长原料的提纯

本文报道了以升华－蒸馏法提纯碘化汞的结果。用纯化后的原料长出碘化汞单晶体，对晶体的性能进行了观测，表明采用这种方法所获得的原料适用于生长低位错密度的优质的碘化汞大单晶体，是一种行之有效的提纯方法。

ZnWO_4单晶生长及其掺杂改性的研究

介绍钨酸锌单晶的生长及掺杂各种氧化物对晶体性能的影响,并对ZnWO_4:Mg,ZnWO_4:Cd,ZnWO_4:Sb,ZnWO_4:Ti,ZnWO_4:Ge,ZnWO_4:Ce晶体的发光效率进行了测定。结果表明,如果其吸收限移向高能端,相应的发光效率有所增加。