300 mm单晶硅生长过程中直径的功率控制方法 被引量：3

1

作者 张俊 林勇刚 +2 位作者 高宇 李阳健 曹建伟 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期687-694,共8页

直拉法硅单晶生长过程微缺陷的形成和长大遵循Voronkov提出的V/G(V是晶体生长速度,G是晶体生长界面的轴向温度梯度)理论。在G由热场设计和液面位置决定的前提下,单晶硅生长过程中晶体提升速度的精确控制是生长无空洞型原生微缺陷大尺寸... 直拉法硅单晶生长过程微缺陷的形成和长大遵循Voronkov提出的V/G(V是晶体生长速度,G是晶体生长界面的轴向温度梯度)理论。在G由热场设计和液面位置决定的前提下,单晶硅生长过程中晶体提升速度的精确控制是生长无空洞型原生微缺陷大尺寸单晶硅的关键。为控制晶体的提升速度处于无原生微缺陷单晶硅生长所需的范围内,同时获得±1 mm的直径控制效果,需要解决复杂的热传递过程导致晶体直径变化相对于功率调节大滞后性的问题。研究了通过调节加热功率控制晶体直径的时滞系统理论模型,提出了模糊比例、积分、微分(PID)控制结合Smith预估控制器的控制策略。结果表明,Smith预估控制器能有效消除系统迟滞对控制器的影响,大幅提高系统的稳定性。同时结合Smith预估控制器,普通PID控制策略和模糊PID控制策略均有较好的控制效果,且模糊PID响应更为快速,系统鲁棒性和抗干扰能力更强。在30 mm·h^(-1)晶体提升速度的条件下,降低晶体内流动图形缺陷(FPD)密度,并实现了直径300 mm单晶硅晶体直径的精确控制,精度达到±1 mm。 展开更多

关键词 直拉法(cz) 单晶硅 无空洞型原生微缺陷(COP) 直径控制 恒定拉速 加热功率

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Yb∶YAG晶体的晶胞参量及Yb^(3+)分凝系数的研究 被引量：9

2

作者 徐晓东 赵志伟 +4 位作者 宋平新 李抒智 周国清 邓佩珍 徐军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期567-569,共3页

应用提拉法生长出不同Yb3+ 浓度的Yb3xY3( 1-x) Al5O12 晶体 Yb3+ 离子的分凝系数 1是 1 .0 8±0 .0 1 ,与Yb3+ 离子掺杂浓度无关 研究了Yb3xY3( 1-x) Al5O12 晶体的晶胞参量 ,推导出联系晶胞参量、密度与Yb3+

关键词 YB:YAG晶体 YbAG晶体 提拉法 分凝系数 晶胞参量

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Ni^(2+):BeAl_2O_4晶体的生长及光谱特性 被引量：4

3

作者 夏海平 张新民 +3 位作者 徐铁峰 张约品 章践立 王金浩 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1100-1103,共4页

应用提拉(CZ)法,在合适的化学组份配比、固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件下,成功地生长出了初始Ni2+掺杂为0.15 mol%、尺寸Φ50 mm×90 mm的优质Ni2+:BeAl2O4晶体。测定了晶体的吸收光谱,观测到385、638和1 067 nm 3个主... 应用提拉(CZ)法,在合适的化学组份配比、固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件下,成功地生长出了初始Ni2+掺杂为0.15 mol%、尺寸Φ50 mm×90 mm的优质Ni2+:BeAl2O4晶体。测定了晶体的吸收光谱,观测到385、638和1 067 nm 3个主要吸收带,它们分别归属于八面体配位中Ni2+的3A2g(3F)→3T1g(3P)、3A2g(3F)→3T1g(3F)与3A2g(3F)→3T2g(3F)跃迁。根据获得的吸收光谱与晶体分裂场理论,计算了Ni2+的八面体晶格场参数Dq=937 cm-1以及Racah参数B=907 cm-1。研究了不同激发波长下的晶体在可见光波段的荧光特征,在480~550 nm范围发现荧光发射,这归属于八面体格位中Ni2+的电子从1T2(1D)能级到3A2(3F)的跃迁。 展开更多

关键词 Ni^2+:BeAl2O4晶体 提拉(cz)法 NI^2+ 光谱

原文传递

不同Te掺杂量对InSb晶体性能的影响 被引量：2

4

作者 马林 杨瑞霞 +2 位作者 于凯 王健 刘莎莎 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期547-552,共6页

InSb原料因含受主杂质,制备出的InSb晶体通常呈P型特性,其迁移率低无法满足低温(77 K)时红外探测器需求。为了获得高迁移率特性,通过直拉法(Cz)生长了不同Te掺杂量的InSb∶Te晶体。利用霍尔测试仪测量晶体电学特性,结果表明,InSb∶Te晶... InSb原料因含受主杂质,制备出的InSb晶体通常呈P型特性,其迁移率低无法满足低温(77 K)时红外探测器需求。为了获得高迁移率特性,通过直拉法(Cz)生长了不同Te掺杂量的InSb∶Te晶体。利用霍尔测试仪测量晶体电学特性,结果表明,InSb∶Te晶体在77 K下的导电类型为N型。随着Te掺杂浓度从10^(16) cm^(-3)增加到1018 cm^(-3),电阻率从10^(-1)Ω·cm减小到10^(-4)Ω·cm,迁移率从103 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)增加到10^(4) cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)。利用拉曼光谱仪、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪对晶体的结晶质量和光学性能进行测试。结果表明,与非掺杂InSb晶体相比,Te掺杂使晶体半峰宽(FWHM)增大,透过率降低,带隙变宽,吸收截止波长向短波方向移动,Te掺杂会对拉曼峰强度产生影响。当Te掺杂浓度为6×10^(16) cm^(-3)时,获得最优的迁移率为6.95×10^(4) cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),晶体半峰宽为0.51°,吸收截止波长为7.5μm。 展开更多

关键词 INSB 直拉(cz)法 Te掺杂 迁移率 带隙

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优质大尺寸金绿宝石(Cr^(3+):BeAl_2O_4)可调谐激光晶体的生长 被引量：1

5

作者 夏海平 徐铁峰 +3 位作者 张新民 张约品 王金浩 章践立 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期24-25,共2页

应用改进工艺的提拉(CZ)法技术,采用合适的化学组分配比和二次化料过程,选用约60℃的固液界面温度梯度与1mm/h生长速度等工艺参量,成功地生长出了Cr3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、长度与厚度约110×25mm的紫翠色Cr3+:BeAl2O4... 应用改进工艺的提拉(CZ)法技术,采用合适的化学组分配比和二次化料过程,选用约60℃的固液界面温度梯度与1mm/h生长速度等工艺参量,成功地生长出了Cr3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、长度与厚度约110×25mm的紫翠色Cr3+:BeAl2O4晶体。测定了晶体的吸收光谱,根据获得的吸收光谱与晶体分裂场理论,计算了Cr3+的八面体晶格场参数Dq=1764cm-1以及Racah参数B=608cm-1。晶体样品加工成6(60、80)mm的激光棒,并实现了激光的输出。 展开更多

关键词 Cr^3+:BeAl2O4晶体 提拉法 晶格场参数

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稳定提拉法晶体生长界面的装置和方法研究 被引量：1

6

作者 周益民 何晔 +2 位作者 岑伟 陈川贵 邓江涛 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第5期718-720,共3页

为了解决传统提拉单晶体生长界面不稳定的难题,该文在传统全自动提拉单晶炉等径控制理论的基础上,通过原料补充装置,不断添加与晶体生长量相等的晶体原料至坩埚内,以稳定晶体生长液面的高度不变;再通过光学放大和电荷耦合器件(CCD)成像... 为了解决传统提拉单晶体生长界面不稳定的难题,该文在传统全自动提拉单晶炉等径控制理论的基础上,通过原料补充装置,不断添加与晶体生长量相等的晶体原料至坩埚内,以稳定晶体生长液面的高度不变;再通过光学放大和电荷耦合器件(CCD)成像装置测量晶体实时直径的变化,以此变化率调整晶体旋转速度,最终使晶体生长界面始终维持在一个相对稳定的理想状态,从而保证晶体外形符合设定要求和内部品质的优良。 展开更多

关键词 提拉(cz)法 生长界面 单晶炉 晶体生长 自动控制

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直拉法硅单晶生长中断棱与掉苞问题的探讨 被引量：9

7

作者 董建明 张波 +3 位作者 刘进 赵科巍 罗晓斌 赵彩霞 《材料导报（纳米与新材料专辑）》 EI 2013年第1期157-159,共3页

在直拉法硅单晶生长过程中,由于位错的产生经常会导致硅棒发生断棱与掉苞现象,严重影响了晶体硅和器件的性能,降低了硅太阳能电池的光电转换效率。为了分析该现象,借助于位错形成的理论,探讨了Φ203mm(100)硅棒发生断棱与掉苞的具体原... 在直拉法硅单晶生长过程中,由于位错的产生经常会导致硅棒发生断棱与掉苞现象,严重影响了晶体硅和器件的性能,降低了硅太阳能电池的光电转换效率。为了分析该现象,借助于位错形成的理论,探讨了Φ203mm(100)硅棒发生断棱与掉苞的具体原因及应对措施。影响直拉法单晶硅棒发生断棱与掉苞的因素包括:熔体中过多的杂质,热场、机械传动装置及炉体的不稳定等。 展开更多

关键词 直拉法 位错 单晶生长 杂质 热场

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提拉法与温梯法Yb∶YAG晶体性能的比较 被引量：2

8

作者 徐晓东 赵志伟 +3 位作者 赵广军 周国清 邓佩珍 徐军 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期306-309,共4页

采用提拉法和温梯法生长出掺杂浓度为 5 %原子分数的Yb∶YAG激光晶体 ,比较了两种不同生长方式的晶体在晶胞参数、Yb离子纵向分布以及吸收光谱上的差异 ,发现温梯法生长对晶体晶胞结构影响较少 ,但是Yb离子纵向分布相差较大。指出提拉... 采用提拉法和温梯法生长出掺杂浓度为 5 %原子分数的Yb∶YAG激光晶体 ,比较了两种不同生长方式的晶体在晶胞参数、Yb离子纵向分布以及吸收光谱上的差异 ,发现温梯法生长对晶体晶胞结构影响较少 ,但是Yb离子纵向分布相差较大。指出提拉法生长的晶体在 2 5 6nm处的弱吸收是由于Fe3 + 引起的。 展开更多

关键词 提拉法 温梯法 YB:YAG 晶体性能 晶胞参数 吸收光谱 镱离子 晶胞结构 激光晶体

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机械振动对直拉法Si单晶生长的影响 被引量：4

9

作者 李巨晓 庄力 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期304-307,共4页

机械振动是直拉法单晶生长过程中不可避免的因素,影响单晶的正常生长。从生长机理方面看,传递到熔体的振动会引起熔体内对流的变化,对固-液界面的稳定性造成干扰,从而影响单晶的品质和无位错生长;从操作控制方面而言,熔体的振动会使引... 机械振动是直拉法单晶生长过程中不可避免的因素,影响单晶的正常生长。从生长机理方面看,传递到熔体的振动会引起熔体内对流的变化,对固-液界面的稳定性造成干扰,从而影响单晶的品质和无位错生长;从操作控制方面而言,熔体的振动会使引晶变得困难,也不利于等晶生长过程中的自动控制,造成了生产周期的相对延长,从而增加了生产成本。分析了实际生产过程中振动的来源及其对单晶生长的影响,并探讨了一些抑制振动的方法来消除这一影响。 展开更多

关键词 直拉法 硅单晶 振动

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掺锗直拉硅体单晶的生长 被引量：1

10

作者 张维连 赵红生 +2 位作者 陈洪建 孙军生 张恩怀 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期253-257,共5页

为了控制锗在硅中的分凝和分布的均匀性 ,抑制熔体中因重力场引起的无规律热对流和质量对流 ,文中设计制造了一种新型的环型永磁场直拉炉 ( PMCZ法 ) ,生长了掺锗量 0 .1～ 5 .0 % ( Ge∶Si重量比 )、 65 mm和 5 2 mm的硅锗体单晶 ,拉... 为了控制锗在硅中的分凝和分布的均匀性 ,抑制熔体中因重力场引起的无规律热对流和质量对流 ,文中设计制造了一种新型的环型永磁场直拉炉 ( PMCZ法 ) ,生长了掺锗量 0 .1～ 5 .0 % ( Ge∶Si重量比 )、 65 mm和 5 2 mm的硅锗体单晶 ,拉速一般控制在 0 .2～ 0 .5 mm/分。当磁场强度较高时 ,熔体中由于重力场引起的热对流和质量对流在一定程度上被抑制 ,类似于空间微重力环境生长晶体的条件 ,晶体中锗和氧杂质分布均匀性的问题得到了较好地控制。文中利用扫描电子显微镜 ( SEM)能谱分析和二次离子质谱 ( SIMS)等方法观测了PMCZ法生长的掺锗 Si单晶中锗的分布状况。发现用 PMCZ法生长的锗硅晶体比常规 CZ法生长的晶体杂质均匀性要好些。同时发现 ,由于晶体生长速率很低 ,使得掺锗硅中产生了大量的过饱和氧的微沉淀。这些微沉淀经过 1 2 5 0°C热处理后会溶解消失。在晶体尾部 ,由于锗在硅中的分凝系数小于 1 ,使得锗在熔体中高度富集 ,产生了“组份过冷现象”,出现了枝状结晶生长。 展开更多

关键词 锗硅单晶 永磁场 直拉法 对流

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CZ法单晶等径生长模糊控制系统设计

11

作者 任晓敏 《价值工程》 2011年第35期29-30,共2页

针对单晶等径生长过程中主要是对系统的温度和晶体测径环节的控制,介绍了一种基于模糊控制与PID算法的CZ法单晶等径生长控制系统。详细阐述系统的组成,重点介绍系统采用双闭环串级控制。最后通过仿真测试,结果表明,该系统具有对现场温... 针对单晶等径生长过程中主要是对系统的温度和晶体测径环节的控制,介绍了一种基于模糊控制与PID算法的CZ法单晶等径生长控制系统。详细阐述系统的组成,重点介绍系统采用双闭环串级控制。最后通过仿真测试,结果表明,该系统具有对现场温度、单晶直径等参数的合理控制和调节功能,能够有效地改善系统控制性能。 展开更多

关键词 直拉法(cz法) 等径生长 模糊PID 仿真

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氮气氛退火直拉硅中缺陷的低温红外光谱分析

12

作者 刘丽丽 孙士帅 +1 位作者 张颖涛 李洪涛 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第10期31-33,共3页

将直拉硅、微氮直拉硅样品在氮气氛保护下1 100℃退火8 h,以引入氮杂质。利用低温红外技术(20 K)获得样品的精细光谱。试验发现,在2 850、2 920cm^(-1)处出现2个吸收峰,吸收峰强度随样品中氧、氮含量的升高而升高,且快中子辐照样品中的... 将直拉硅、微氮直拉硅样品在氮气氛保护下1 100℃退火8 h,以引入氮杂质。利用低温红外技术(20 K)获得样品的精细光谱。试验发现,在2 850、2 920cm^(-1)处出现2个吸收峰,吸收峰强度随样品中氧、氮含量的升高而升高,且快中子辐照样品中的强度强于未经快中子辐照样品。由此可以断定,这2个吸收峰强度与样品中氮、氧含量及辐照引入的空位缺陷有关,其所对应的缺陷组分可能为N_2V_2O_n。 展开更多

关键词 直拉硅 快中子辐照 氮气氛退火 红外光谱 缺陷

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