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DRF-B80型蓝宝石晶体生长炉的研制

袁长路 , 李杰 , 于旭东 , 束天和 , 汤平 , 程绪高 , 周伟 , 李留臣

本文主要介绍采用冷心放肩微量提拉法技术生长高质量大尺寸蓝宝石晶体的新型设备,由于晶体生长是在高温、高真空、籽晶升降与旋转平稳、晶体测重精准、功率稳定的状态下进行生长.所以我们配备了具有高冷却性能的腔体部件；大抽速,低反油率的高真空系统；无抖动、无爬行籽晶轴(俗称:籽晶热交换器)升降及旋转系统；高精度、高分辨率测重系统；稳定可靠的电控系统及电源加热系统.实验结果表明:设备简化的设计模式,不仅提高了工人的操作速度,操作更加简单,节约了劳动时间,提高了设备的利用率.优良的测重系统在早期晶种生长的好坏,有这很大的关系；解决晶体是否粘埚也起着很大的作用.电控系统对加热电源的稳定控制是能否生长高质量大尺寸晶体关键之一.

关键词: 蓝宝石 , 称重系统 , KY泡生法 , 晶体生长炉

用热壁CVD法在SiC衬底上生长SiCGe合金的热场分析与设计

蒲红斌 , 陈治明 , 李留臣 , 封先锋 , 张群社 , 沃立民 , 黄媛媛

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.05.004

采用有限元法,对热壁CVD法SiCGe合金生长炉中加热组件的感应加热和温度分布进行了研究.分析了感应线圈匝数和石墨衬托的厚度对磁矢势和温度分布的影响,获取了感应线圈数越多感应生成焦耳热越大且越均匀的结论,得出了随石墨厚度的增加升温速率而增加,相反轴向温度均匀性而变差的设计准则.模拟结果表明选取16匝线圈和10mm左右的石墨壁厚为优化的设计参数.

关键词: SiCGe , 热壁CVD , 感应加热 , 温度场 , 有限元

竹叶状多孔SnS薄膜的沉积

雷天民 , 胡永红 , 李红生 , 李留臣 , 封先锋 , 刘守智

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.03.022

以硫代乙酰胺、三乙醇胺、氯化亚锡和氨水作反应物,氯化铵作缓冲剂,采用化学浴法在玻璃衬底上沉积SnS薄膜,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段对样品进行了表征.XRD分析结果表明样品为斜方晶体结构的多晶SnS薄膜.SEM观察结果显示薄膜表面呈竹叶状多孔形貌,此结构有利于增加太阳电池的光吸收.

关键词: 多孔 , SnS , 薄膜 , 化学浴 , 太阳电池

我国人工晶体生长设备的回顾与展望

李留臣 , 薛抗美

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2002.03.024

本文回顾了我国人工晶体生长设备的发展历史,展望了人工晶体生长设备的发展前景.

关键词: 人工晶体 , 晶体生长设备 , 单晶炉

不同耦合间隙对大直径SiC晶体生长感应加热系统的影响

张群社 , 陈治明 , 李留臣 , 蒲红斌 , 封先锋 , 陈曦

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.04.025

本文采用有限元分析方法系统地研究了大尺寸SiC晶体PVT法生长装置中的加热组件不同的耦合间隙对生长系统中的感应磁场、感生电流和焦耳热的影响;分析比较了取不同的耦合间隙时系统达到热平衡状态所需时间的不同.得出了在中频电源的输出功率和频率都不变的前提下,在线圈匝数已固定的条件下,通过缩小耦合间隙可以提高系统的加热效率,缩短系统达到热平衡状态所需时间的结论.

关键词: SiC , PVT法 , 磁矢势 , 焦耳热

降温速率对三维温度梯度法蓝宝石单晶影响的数值模拟

张杰 , 倪屹 , 刘棋奇 , 马文成 , 李留臣

人工晶体学报

通过有限元分析方法对三维温度梯度法(3DGF)单晶炉内的温场进行数值模拟计算,发现固液交界面附近存在较大的温度梯度,易导致晶体开裂;通过改进坩埚内壁锥度,调整底部隔热屏的结构,选择合适的降温程序取得了较好的实验效果.结果表明,在三维温度梯度法蓝宝石晶体生长过程中,合适的温度梯度和控温程序能够缩短生长周期,提高晶体质量.

关键词: 3DGF法 , 蓝宝石 , 数值模拟 , 有限元

SiC晶体PVT生长系统的流体力学模型及其有限元分析

张群社 , 陈治明 , 蒲红斌 , 李留臣 , 封先锋 , 巩泽龙

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.05.013

本文根据SiC晶体PVT生长炉的实际提出了生长系统温度场计算的流体力学模型,采用有限元法分析了生长腔内的热传导、辐射和对流对生长腔内和生长晶体中温度空间分布的影响.通过对生长腔内及生长晶体中温度瞬态和稳态分布的分析,得出在加热的初始阶段腔内气体对流对坩埚内的温度分布有较大影响,在系统热平衡后辐射对腔内温度分布起决定作用的结论.

关键词: SiC晶体 , PVT法 , 流体力学模型 , 温度场

3C-SiC的液相外延生长及其结构的保持与分析

封先锋 , 陈治明 , 马剑平 , 蒲红斌 , 李留臣

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.06.015

3C-SiC因其优越的物理和电学性能是制造耐高温、大功率、高频率器件的理想材料.本文报道了采用液相外延法从硅熔体中生长3C-SiC及抑制其相变的研究进展.采用X射线衍射、透射电镜、Raman散射等检测手段对样品进行结构分析,结果表明所制备的样品为3C-SiC单晶体.

关键词: 碳化硅 , 液相外延 , 硅

激光晶体炉上称重法自动直径控制(ADC)技术

董淑梅 , 李言 , 李留臣 , 王庆 , 楚波

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.06.033

自动直径控制(ADC)技术是直拉法晶体生长设备的一项动直径控制方法,并从理论上分析了上称重法自动直径控制(ADC)原理,着重介绍了在传统TDL-J50A及TDL-J60激光晶体炉上自主开发的上称重法自动直径控制系统的机械结构及控制系统.使用上称重法自动直径控制系统已成功地生长出φ51～76mmYAG晶体及φ51～76mm铌酸锂晶体,取得了良好的控制效果.

关键词: 激光晶体炉 , 自动直径控制 , 上称重法

用升华法生长SiC晶体的一种新颖的坩埚设计

张群社 , 陈治明 , 蒲红斌 , 李留臣 , 封先锋

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.036

本文提出一个用PVT法生长SiC晶体的坩埚的新颖设计.分析了生长腔中有无锥形档板对腔内及籽晶温度场的影响;比较了档板取不同厚度时SiC粉源升华面和籽晶表面的温度分布.得出了在腔内增设档板后晶体生长面的温度更趋均匀的结论;获取了随着档板厚度的增加,腔内的轴向温度梯度随之增加,但同时晶体生长面的温度也会降低的设计原则.根据计算结果,选取档板厚度等于2mm为优化参数.

关键词: SiC , 模拟 , 温度场 , PVT法

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