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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

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

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

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

人工晶体生长设备真空系统的优化设计

李留臣 , 陈治明 , 蒲红斌 , 封先锋 , 张群社

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.06.035

真空系统的应用在现代科研生产领域中起着越来越重要的作用,越来越被人们所重视.真空系统设计的好坏,直接影响着晶体生长设备的成功与否,而提高真空系统的密封性,降低真空系统的漏气率是提高真空性能的主要措施.本文简要阐述了提高真空系统的密封性和降低漏气率的一些措施,包括真空系统设计中的结构设计、密封形式的选择、密封材质的选用等,提出了一种新型的静密封结构,从而提高了真空系统的密封性能.

关键词: 真空 , 密封 , 漏气率 , 密封结构

Si和6H-SiC衬底上β-FeSi2薄膜的制备

宁耀斌 , 蒲红斌 , 陈春兰 , 李虹 , 李留臣

人工晶体学报

以6H-SiC (0001) Si面和Si(100)为衬底,采用磁控溅射Fe-Si合金靶和Si靶两靶共溅射的方法,并经过后续的快速退火成功制备了β-FeSi2薄膜.通过X射线衍射(XRD)、拉曼(RAMAN)和电子扫描电镜(SEM)研究了不同衬底对薄膜生长过程的影响.结果表明:与Si衬底不同,6H-SiC为衬底所生长的FeSix薄膜与衬底之间很难产生相互扩散,导致薄膜中的Si原子主要来源于靶材.同时分析不同退火温度对6H-SiC衬底和Si衬底上的FeSix薄膜的影响,并相比较.结果表明:不同衬底Si(100)和6H-SiC (0001) Si面所生长的薄膜经900℃退火时皆完全转化为多晶β-FeSi2相,其择优取向皆为(220)/(202),且随温度从500℃到900℃的不断上升,(220)/(202)衍射峰的强度增强,半高宽变小,得到900℃下的半高宽为0.33°.

关键词: β-FeSi2薄膜 , 6H-SiC衬底 , Si衬底 , 磁控溅射

6H-SiC单晶锭边缘的多晶环控制

封先锋 , 陈治明 , 蒲红斌

人工晶体学报

6H-SiC晶体生长过程中单晶锭边缘形成的多晶环影响单晶体的品质.本研究制定了以改进坩埚系统结构为主、调整线圈与坩埚相对位置为辅的多晶环厚度控制方案,利用自制设备进行了6H-SiC晶体生长验证实验,实验结果显示所生长6H-SiC单晶体不但周边和表面光滑,未有多晶出现,还实现了显著的扩径生长.

关键词: 6H-SiC , 多晶SiC , 坩埚系统

SiC晶体的PVT生长系统及测温盲孔对热场的影响

封先锋 , 陈治明 , 蒲红斌

人工晶体学报

实验中研究了不同结构参数的测温盲孔对晶体生长面热场的影响,结果分析表明:径向温度梯度和轴向温度梯度与测温盲孔的深度和半径近似成正比关系,但测温盲孔尺寸变化对径向温度梯度和轴向温度梯度的影响效果不同;改变测温盲孔尺寸适于调节径向温度梯度;测温盲孔半径和深度的增加均可导致坩埚盖上SiC多晶生长速率提高.

关键词: SiC , 测温盲孔 , 热场 , 温度梯度

蒲膜

材料保护

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