φ200mm太阳能电池用直拉硅单晶生长中导流系统的研究

利用数值模拟,对CZ硅单晶生长系统中导流系统调整和改进.得到不同导流系统下的氩气流场和伞局温场.研究发现在导流系统中引入导流筒及冷却功能后,氩气流场得到明显的改善,晶体中纵向温度梯度均匀性改善,同液界面趋于平坦,有利于结晶潜热的散发和单晶径向电阻率的均匀性.研究表明改进导流系统能提高结品潜热散发速率,有利于提高晶体拉速.     

Φ200 mm太阳能用直拉硅单晶生长速率研究

介绍了Φ200 mm的太阳能用直拉硅(CZ Si)单晶生长中,采用热屏、复合式导流系统及双加热器改造直拉炉的热系统,进行不同热系统下的拉晶试验,平均拉速从0.6 mm/min提高到0.9 mm/min.用有限元法模拟了氩气的流场及单晶炉的热场,模拟结果表明:改造后的氩气流场被优化,界面附近的晶体纵向温度梯度增加,熔体纵向温度梯度减小.     

复合式热屏对φ200mm CZSi单晶生长速率和氧含量的影响

对φ200mm太阳能CZSi单晶生长的传统热场进行了改进,施加了复合式热屏.对改进前后热场温度梯度、单晶氧含量进行了实验分析,并对该系统的氩气流场进行了数值模拟.研究了复合式热屏影响拉速和单晶氧含量的机理.实验表明本文采用的复合式热屏和氩气流场可以提高拉速,降低硅单晶氧含量.     

复合式热屏对Φ200mm CZSi单晶生长速率和氧含量的影响

对Φ200mm太阳能CZSi单晶生长的传统热场进行了改进，施加了复合式热屏. 对改进前后热场温度梯度、单晶氧含量进行了实验分析，并对该系统的氩气流场进行了数值模拟. 研究了复合式热屏影响拉速和单晶氧含量的机理. 实验表明本文采用的复合式热屏和氩气流场可以提高拉速，降低硅单晶氧含量.     

淬火固态再结晶工艺研究

本文在分析淬火固态再结晶(CR)工艺生长碲镉汞(MCT)晶体原理基础上,研究了 CR 工艺生长 MCT 晶体有关步骤,改进了合成、淬火及再结晶工艺。合成时采用混合温度分布方式简化了升温及合成炉摆动工艺;淬火时在反应管内加石墨塞子改善了晶体组分均匀性;再结晶时采用温度梯度退火提高了再结晶效率。对改进工艺生长的 MCT(x=0.2)晶体组分均匀性、结构完整性、光学和电学性质进行了分析,结果表明晶体质量有明显提高。     

LEC In-合金GaAs的均匀性

由于生长期间熔体中 In 的分凝和金属 As 化学计量比的变化,用 LEC 法生长的 In-合金 GaAs 晶体显示出非均匀性。由富 As 熔体生长出来的晶体有很好的电学均匀性。In-合金位错抑制效应大大地提高了结晶的均匀性。     

高发光均匀性Ce:LSO闪烁晶体的研制

采用提拉法生长了尺寸为φ65mm×200mm的Ce:LSO闪烁晶体,在研究高发光均匀性机理的基础上,利用正交试验生长不同铈掺杂浓度、二氧化硅补偿浓度及结晶率的Ce:LSO晶体。结合晶体头尾相对发光强度、发光不均匀性等测试结果,确定了合适的原料配比和结晶率等相关参数,即铈离子掺杂浓度为0.16%、二氧化硅补偿浓度0.20%、结晶分数60%。通过以上研究结果表明,该尺寸晶体的发光均匀性超过96%。     

Si1-xGex单晶用热系统改进

阐述了对原GaAs单晶拉制用LEC单晶炉热系统进行改造使其适于Si1-xGex单晶生长的过程。借助数值模拟的方法分析了晶体生长区域内的温度分布情况，并通过分析发现了原有热系统的不足。重新对原热系统进行了改造，添加了起到保温和氩气导流作用的热屏和上保温装置，使原来的敞开式热场变为密闭式热场，满足了SihGe；单晶拉制的要求。通过具体实验和数值模拟结合，分析了氩气流场及不同流场对晶体生长的影响，发现并改进了单晶炉的氩气供给装置存在的问题。     

65mm级Ce:YSO闪烁晶体研制与闪烁性能研究

采用中频感应提拉法生长了尺寸为65mm×200mm的Ce:YSO闪烁晶体。通过生长不同掺杂浓度的Ce:YSO晶体,并根据相应的测试结果确定了合适的掺杂比例,进一步研究不同工艺参数对晶体发光均匀性的影响。实验结果表明,当铈离子掺杂浓度为0.16%、二氧化硅补偿浓度为0.10%、结晶分数为60%时,晶体发光强度及发光均匀性最佳,调整工艺参数有利于降低晶体发光不均匀性,但降低效果有限。此外,测试了晶体的脉冲高度谱和脉冲形状谱,Ce:YSO晶体的能量分辨率为7.20%@662keV,衰减时间约为52ns,发光余辉时间为156ns。     

籽晶粘接工艺对SiC单晶生长质量的影响

空洞等缺陷是SiC晶体生长中常见的缺陷之一。通过改进SiC籽晶粘接工艺,在SiC籽晶和籽晶托之间形成致密层,有效抑制了空洞缺陷的产生,改善了SiC晶体的结晶质量。采用该工艺生长的SiC晶体内已观察不到空洞缺陷,微管密度也得到抑制,晶体半峰宽40″,结晶质量良好。     

TEA CO_2激光器放电区气流均匀性对激光输出的影响

为了获得气体流速分布均匀性对激光器注入能量和输出能量的影响,运用计算流体动力学(CFD)方法对放电区流场进行模拟分析,得到放电区气体流速的纵向分布和竖向分布。根据影响流速分布不均匀性的因素,对整个流场进行优化改进。根据流体动力学原理及激光器结构及其轻量化要求,在原有结构基础上增加3层隔板以改善流场分布特性。优化后,放电区气体平均流速达到99.3 m/s,流速的纵向不均匀度为5.2%,竖向不均匀度为7.1%。激光器的重复频率由300Hz提高到365Hz,单脉冲注入能量由160J提高到171.5J,输出能量由20J提高到21.8J,激光发散角减小了0.5mrad。改善放电区流场分布特性可提高激光器的整体性能。     

Nd~(3+):YAP晶体光学均匀性的改进

用引上法生长的掺杂氧化物晶体,通常都具有核心的缺陷.由于核心中杂质的浓度较高,而引起的化学应力直接影响了材料的光学均匀性.关于核心形成的机理及其消除方法已有人从理论和生长工艺上进行了探讨,其中[5,6]对Nd~(3+):YAG和GGG晶体中核心的研究较为详细.关于Nd~(3+):YAP晶体中的核心,M.J.Weber及P.Korozk等人有一些简单的介绍,至于核心对材料光学均匀性的影响及在生长工艺上的消除都还未见有报导.消除核心对获取大直径光学均匀的Nd~(3+):YAP激光棒也有一定的实际意义,本文介绍了生长b轴Nd~(3+):YAP晶体的热场条件以及在消除b轴、c轴晶体中的核心,改善Nd~(3+):YAP晶体光学均匀性时得到的一些实验结果.     

LiNbO_3晶体中电畴对光学均匀性和电光效应的影响

电光调制晶体由于其电光效应而在激光技术中有很广泛的应用,为了提高晶体的质量和改善器件的性能,研究电畴对光学均匀性和电光性能的影响是有一定的意义的。 对调制晶体,衡量其光学均匀性的参数是消光比。因此本文首先讨论了动、静态的消光比问题,然后讨论电畴对光学均匀性和一次电光效应的影响。     

硅单晶生长中氩气流动对氧碳含量的影响

通过对406mm热场中氩气的流动方式及流速进行调整,得到了氧碳含量不同的硅单晶,并通过数值模拟计算将氩气流线图描绘出来,对实验结果进行了分析,得到了降低氧碳含量的最佳氩气流场分布.     

生长MCT晶体的改进型Bridgman方法：ACRT—B

本文介绍一种经改进的采用加速坩埚旋转技术的Bridgman方法(ACRT-B)及ACRT-B用于生长MCT晶体得到的重要结果。与传统Bridgman方法生长的晶体相比,ACRT-B生长的晶体的径向组份均匀性得到很大改善;有用组份的晶片较多;晶体的结晶度好;主晶粒数目减少。ACRT-B工艺中,影响晶体质量最重要的旋转参数是最大旋转速率,而保持在最大旋转速率的时间和停止时间及反向旋转对结果的影响都很小。     

金属封装外壳电镀层均匀性研究

本文研究了金属外壳的镀镍层均匀性以及和电镀挂具、电镀参数的关系,并提出了改进措施。研究结果表明,电镀层存在着较严重的厚度不均匀性,高电流密度区如引线、封口处厚度明显高于内腔,影响金属外壳引线的弯曲性能及封盖性能。通过电镀挂具的优化、改进,能改善电镀层的分布,提高电镀层均匀性,外壳的防护性及功能性均得到提高;通过运用多波形电镀技术也能提高镀层的均匀性．     

单晶炉保温与热屏优化的数值模拟与改造

改进CG6000型单晶炉的热场,增加下保温碳毡和上保温罩,改一段式导流筒为三段式导流筒。通过CGsim模拟软件的晶体生长模拟,对比了改进前与改进后的热场,模拟分析指出改进后热场加热功率降低,熔体温场改善,晶体﹑熔体轴向的温度梯度均升高,拉晶速率提升。通过单晶生长实验,验证了热场功率的降低和等径拉速的提高,改善在等径生长的后期更为明显。     

籽晶偏向对高纯半绝缘4H-SiC晶体影响的研究

采用PVT法得到高纯4H-SiC体单晶。研究了0°、1°、4°晶体对晶体台阶流、晶体结晶质量、晶体缺陷、晶体电学性能的影响;晶体台阶流采用奥林巴斯显微镜进行表征,晶体缺陷采用莱卡体系显微镜进行表征,晶体结晶质量采用高分辨XRD进行表征,晶体电学性能采用非接触电阻率测试仪进行表征。实验结果表明:4°籽晶生长的晶体缺陷最少,1°与4°籽晶生长的晶体结晶质量相当,0°籽晶生长的晶体电学性能最均匀。     

亚微米结构新型含钪扩散阴极性能的研究

本文研究具有氧化钪掺杂钨基体钪酸盐阴极的性能.为了改进氧化钪的分布均匀性及提高阴极表面钪的扩散补充能力,分别采用液固掺杂和液液掺杂的方法制备了Sc2O3掺杂W粉基材,研究了利用这种钨粉制作多孔钨基体的工艺技术和多孔体的微观结构.研究表明在改进压制、烧结技术的基础上,可以获得具有适当孔度的亚微米结构多孔基体,氧化钪在基体中的分布得到进一步改善,在这种基体中铝酸盐的浸渍率可以达到常规浸渍阴极的要求.发射试验结果表明,这种阴极在850 ℃的工作温度下空间电荷限制的电流密度超过30 A/cm2,在超过2000 h的寿命实验过程中发射仍持续上升,因而在要求高电流密度和一定寿命的微波电子管中具有光明的应用前景.研究还证实多孔体的结构越趋细微,越有利于阴极的发射均匀性和耐离子轰击的性能改善.     

6英寸高均匀性P型硅外延片的工艺研究

主要进行了6英寸(152.4 mm)高均匀性P型硅外延片的生产工艺研究。利用PE-2061S型桶式外延炉,在重掺硼的硅衬底上化学气相沉积P/P+型硅外延层。通过流场调节工艺、基座包硅工艺、变流量解吸工艺、两步生长工艺等关键工艺的改进,对非主动掺杂效应进行了有效抑制,利用FTIR(傅里叶变换红外线光谱分析)、C-V(电容-电压测试)、SRP(扩展电阻技术)等测试方法对外延层的电学参数以及过渡区形貌进行了测试,得到结晶质量良好、厚度不均匀性<1%、电阻率不均匀性<1.5%的6英寸P型高均匀性硅外延片,各项参数均可以达到器件的使用要求。