锗单晶材料的发展现状 被引量：6

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作者 董汝昆 吴绍华 +4 位作者 王柯 尹国良 史娜娜 姚杨 郭晨宇 《红外技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期510-515,共6页

锗因其资源稀缺、优异的光学和物理性能,广泛应用于光纤系统、红外光学系统、电子和太阳能应用、探测器等高科技领域,是战略性产业所需的重要功能材料和结构材料。简单介绍了目前国内锗单晶生长的两种主要方法:直拉法(Czochralski,CZ)... 锗因其资源稀缺、优异的光学和物理性能,广泛应用于光纤系统、红外光学系统、电子和太阳能应用、探测器等高科技领域,是战略性产业所需的重要功能材料和结构材料。简单介绍了目前国内锗单晶生长的两种主要方法:直拉法(Czochralski,CZ)和垂直梯度凝固法(vertical gradient freeze,VGF)。对国内和国外知名锗材料生产企业的锗单晶生长方法、直径、电阻率等相关技术参数,进行了统计和比较。针对不同的单晶材料性能,分析了红外光学用锗单晶、太阳能电池用锗单晶和高纯锗单晶的应用领域和发展现状。 展开更多

关键词 锗 锗单晶 直拉法 垂直梯度凝固法

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VGF法磷化铟单晶炉加热器对炉内热场分布影响的研究

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作者 艾家辛 万洪平 +1 位作者 钱俊兵 韦华 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第5期781-791,共11页

磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体,在通信、航空航天和人工智能等领域具有广泛的应用。InP单晶生长质量的优劣取决于其生长炉内热场的稳定与温控。InP晶体工业生产中广泛采用的垂直梯度凝固(VGF)法是在磷化铟单晶生长炉中构建高温... 磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体,在通信、航空航天和人工智能等领域具有广泛的应用。InP单晶生长质量的优劣取决于其生长炉内热场的稳定与温控。InP晶体工业生产中广泛采用的垂直梯度凝固(VGF)法是在磷化铟单晶生长炉中构建高温、封闭、稳定及可控的热场,但因炉内缺乏直接观测和完整的参数监测手段,利用计算机数值仿真对炉内晶体生长的温度场进行科学分析,以获取最佳的生长温控条件,俨然成为有效且重要的方法。本文基于ANSYS有限元软件及炉内元件实测参数,建立了InP单晶生长系统热场三维物理和数学模型,基于磷化铟单晶生长过程中的温度离散数据,对所建模型对比和验证,获得了与实际生产温度数据吻合良好的效果(温度偏差控制在3%以内),验证了所建模型的有效性。基于此模型,本文对生产条件下四段加热器温度波动对热场分布影响进行了探讨,并对炉内四段加热器的温度波动对炉内低温区、高温区及料管中心温度影响规律进行了研究,所得结论对揭示工业生产过程中InP单晶炉热场的分布规律及调节方法具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 磷化铟单晶 垂直梯度凝固法 热场 数值模拟 半导体 晶体生长

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钨酸铅闪烁晶体垂直梯度凝固法生长及光学性能研究 被引量：3

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作者 向卫东 张瑜斐 +3 位作者 申慧 徐家跃 江国健 邵明国 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期343-346,358,共5页

本文报道了垂直梯度凝固法（VGF）生长PWO晶体的研究结果。通过优化工艺参数,成功获得直径25 mm、长度140 mm的PWO晶体。通过测试PWO晶体的XRD、透过光谱、荧光光谱等,研究了所得晶体的光学性能。结果表明：VGF法生长PWO晶体在350~420 n... 本文报道了垂直梯度凝固法（VGF）生长PWO晶体的研究结果。通过优化工艺参数,成功获得直径25 mm、长度140 mm的PWO晶体。通过测试PWO晶体的XRD、透过光谱、荧光光谱等,研究了所得晶体的光学性能。结果表明：VGF法生长PWO晶体在350~420 nm处的光学透过率明显提高,荧光发光主峰位于435 nm,是快发光峰,但慢发光比例有所增加。 展开更多

关键词 垂直梯度凝固法 钨酸铅晶体 光学性能

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掺碲InSb单晶的垂直温度梯度凝固生长法研究 被引量：2

4

作者 康俊勇 黄启圣 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1996年第2期113-117,共5页

本工作成功地建立一套垂直温度梯度凝固晶体生长设备，并在无氢气的气氛下生长了掺碲ＩｎＳｂ体单晶。通过霍尔效应、原子吸收谱和腐蚀等方法对掺碲ＩｎＳｂ晶体中的缺陷在宏观、微尺度上的分布进行分析。研究结果表明，在宏观尺度上碲... 本工作成功地建立一套垂直温度梯度凝固晶体生长设备，并在无氢气的气氛下生长了掺碲ＩｎＳｂ体单晶。通过霍尔效应、原子吸收谱和腐蚀等方法对掺碲ＩｎＳｂ晶体中的缺陷在宏观、微尺度上的分布进行分析。研究结果表明，在宏观尺度上碲杂质沿生长方向的分布与准静态生长的溶质分布接近，在微尺度上缺陷分布均匀，无观察到生长条纹。 展开更多

关键词 晶体生长 掺碲 半导体 单晶 锑化铟 凝固生长

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垂直梯度凝固法生长PbWO_4∶(F,Y)晶体的光学性能(英文)

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作者 梁晓娟 顾国瑞 +3 位作者 邵明国 向卫东 王昕 徐家跃 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1274-1278,共5页

采用垂直梯度凝固法成功生长出直径为27mm、长为110mm,具有可控形状和形态的F-和Y3+共掺钨酸铅[PbWO4∶(F,Y)]晶体。通过透射光谱、荧光光谱、光产额、衰减时间等对钨酸铅晶体光学性能进行了表征。结果表明:与纯钨酸铅晶体相比,垂直梯... 采用垂直梯度凝固法成功生长出直径为27mm、长为110mm,具有可控形状和形态的F-和Y3+共掺钨酸铅[PbWO4∶(F,Y)]晶体。通过透射光谱、荧光光谱、光产额、衰减时间等对钨酸铅晶体光学性能进行了表征。结果表明:与纯钨酸铅晶体相比,垂直梯度凝固法生长的PbWO4∶(F,Y)晶体在320~420nm的短波范围的光学透过率明显提高,光吸收边更尖锐;荧光光谱为350~580nm范围的宽峰,发射主峰为420nm;光产额达到50p.e/MeV(1 000ns内),发光衰减时间为5ns。 展开更多

关键词 垂直梯度凝固法 钨酸铅晶体 熔体生长 光产额 发光衰减时间

原文传递

VB/VGF法制备掺FeInP晶体的电阻率均匀性

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作者 韩家贤 韦华 +5 位作者 刘汉保 惠峰 雷云 何永彬 唐康中 王茺 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第9期825-831,共7页

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... 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%。 展开更多

关键词 INP 晶体生长 垂直布里奇曼(VB)法 垂直梯度凝固(VGF)法 电阻率 均匀性

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镓硼共掺对6英寸VGF法锗单晶电阻率均匀性的影响

7

作者 张颖武 边义午 +3 位作者 陈晨 周春锋 王云彪 兰天平 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第8期708-712,725,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 6英寸 垂直梯度凝固(VGF)法 锗单晶 镓硼共掺 电阻率 均匀性

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VGF法中降温速率对InP单晶生长的影响

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作者 赵兴凯 叶晓达 +4 位作者 李世强 韦华 赵茂旭 杨春柳 孙清 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第11期985-990,1019,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 磷化铟 垂直梯度凝固(VGF)法 降温速率 孪晶 位错 缺陷

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6英寸半绝缘GaAs单晶VGF和VB联合生长技术

9

作者 周春锋 兰天平 +2 位作者 边义午 曹志颖 罗惠英 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第5期383-389,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 GAAS 半绝缘单晶 单晶生长 垂直梯度凝固(VGF)法 垂直布里奇曼(VB)法

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中红外激光晶体Dy:PbGa2S4的生长与器件制备 被引量：3

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作者 方攀 袁泽锐 +2 位作者 陈莹 尹文龙 康彬 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第5期771-773,共3页

镝掺杂硫镓铅(Dy∶PbGa2S4,Dy∶PGS)晶体是一种性能优良、具有潜在应用价值的中红外激光介质材料。为推动该晶体的实用化研究,迫切需要制备出大尺寸高品质Dy∶PGS单晶。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成Dy∶PbGa2S4多晶,单次合成... 镝掺杂硫镓铅(Dy∶PbGa2S4,Dy∶PGS)晶体是一种性能优良、具有潜在应用价值的中红外激光介质材料。为推动该晶体的实用化研究,迫切需要制备出大尺寸高品质Dy∶PGS单晶。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成Dy∶PbGa2S4多晶,单次合成量达到230 g;首次采用竖直梯度冷凝法制备该晶体并成功生长出大尺寸高质量Dy∶PbGa2S4单晶,尺寸达到Φ27 mm×100 mm;通过切割和抛光等处理工艺,成功加工出Dy∶PbGa2S4晶体器件,为下一步的激光应用研究打下了坚实基础。 展开更多

关键词 中红外激光晶体 Dy∶PbGa2S4单晶 竖直梯度冷凝法 晶体生长

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Cd_(1-x)Zn_xTe晶体生长技术进展 被引量：1

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作者 侯清润 陈纪安 +1 位作者 赵乐敏 张新敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1993年第4期36-39,共4页

介绍了Cd_(1-x)Zn_xTe晶体生长国外新进展和国内研究动态。指出Cd(1-x)Zn_xTe晶体研究正在向大面积单晶,组分和结构高均匀性。

关键词 布里奇曼方法 晶体生长 红外探测器

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