垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体时固液界面形状的控制

采用有限元法对探测器材料 Cd Zn Te的晶体生长过程进行了热分析 ,研究了不同因素对生长过程中固液界面形状的影响 .模拟结果表明 ,当坩埚下降速度约为 1m m/ h时 ,可获得接近水平的固 -液界面 .晶体生长实验结果与计算机模拟的结论基本一致 .因此 ,通过适当选择和调节坩埚下降速度可获得高质量晶体 .     

垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件优化

分析了利用垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件,如坩埚的材质和形状、炉体温场、固液界面形状、生长速率以及采用籽晶等生长条件对晶体单晶率和质量的影响,并提出了优化垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体的条件。     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd+Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

碲硒锌镉单晶体的垂直布里奇曼法生长与性能研究

碲锌镉(CdZnTe)是目前最重要的室温半导体核辐射探测器材料。而在CdZnTe晶格中以Se替位部分Te得到碲硒锌镉(CdZnTeSe),将使得晶格中离子键的成分增加,从而提高晶体的硬度,降低Cd空位和Te夹杂物缺陷浓度,提升材料质量。为了获得适宜于核辐射探测器制备的CdZnTeSe晶体,研究了富Te条件下CdZnTeSe晶体的垂直布里奇曼法生长,成功制备出直径为21 mm、长度超过70 mm的Cd_0.9Zn_0.1Te_0.97Se_0.03单晶锭。所得Cd_0.9Zn_0.1Te_0.97Se_0.03晶体的(110)面X射线衍射摇摆半峰宽达到0.104°,而Te夹杂相的尺寸小于5μm,表明晶体具有良好结晶性。Cd_0.9Zn_0.1Te_0.97Se_0.03晶锭尾部的能带隙和红外透过率均低于晶锭的头部和中部,这可归因于Cd_0.9<...     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

垂直Bridgman法生长碲锌镉晶体的数值模拟分析

利用FIDAP数值软件,详细地模拟分析了垂直Bridgman法生长碲锌镉晶体过程,讨论了碲锌镉材料潜热释放及熔体对流对安瓿边界的温场分布的影响,分析了5 K/cm、10 K/cm、15 K/cm三种不同温度梯度条件对固液界面的影响.结果表明:在所采用的模型计算条件下,潜热释放及熔体对流对安瓿边界的温场分布有很小的影响;在生长初期和末期,固液界面变化比较剧烈;随着温度梯度的加大,在生长中期,界面凹向固态区的趋势减小,界面凹向液态区的趋势加大.     

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径40mm的大直径HgCdTe(组分x≈0.20）晶体．采用加压技术,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压,有效地避免了石英安瓶的爆裂;采用“二次配料”工艺,大大降低了生长温度;合理选择温度梯度和生长速度,获得了有较好结晶性和组分均匀性的HgCdTe晶体．分析表明：HgCdTe晶片的载流子浓度n77≤4×1014cm－3,迁移率μ77≥1×105cm2／（V*s）,少数载流子寿命值τ≥2.0μs,80K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率D为1.1×1010cm*Hz1／2／W．     

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法 ,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径 40 mm的大直径 Hg Cd Te (组分 x≈0 .2 0 )晶体 .采用加压技术 ,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压 ,有效地避免了石英安瓶的爆裂 ;采用“二次配料”工艺 ,大大降低了生长温度 ;合理选择温度梯度和生长速度 ,获得了有较好结晶性和组分均匀性的 Hg Cd Te晶体 .分析表明 :Hg Cd Te晶片的载流子浓度 n77≤ 4× 10 1 4 cm- 3 ,迁移率 μ77≥ 1× 10 5 cm2 /(V· s) ,少数载流子寿命值 τ≥ 2 .0 μs,80 K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率 D*为 1.1× 10 1 0 cm· Hz1 /2 /W.     

由熔体中生长晶体时固液界面的形状

1.前言由熔体中生长晶体技术是以获得含有既定杂质浓度而晶格缺陷又小的晶体为目的发展起来的。为达此目的,曾进行了许多研究,但多凭借于经验。有的文章说,“生长界面平坦”的晶体特性好。这一点在实践上尽人皆知,然而缺乏理论根据。因此,本文以目前广泛使用的引上法为例谈谈怎样才能获得为界面平坦所需要的生长条件。     

垂直Bridgman生长CdTe过程的数值模拟

采用Galerkin有限元算法,计算了垂直Bridgman生长CdTe过程中的温场分布、液体流动和固液界面的形状,分析了生长速率、温区分布等参数对固液界面的影响.计算结果表明,较小的生长速率可以获得更为平坦的固液界面,适当增加结晶区域的温度梯度也是改善固液界面形状的一个有效方法.同时,通过对生长系统中的热流分析,表明在生长过程的中间阶段,热量交换主要集中在梯度区附近,而坩埚两端与外部环境的热量交换较少.     

垂直Bridgman生长CdTe过程的数值模拟

采用 Galerkin有限元算法 ,计算了垂直 Bridgman生长 Cd Te过程中的温场分布、液体流动和固液界面的形状 ,分析了生长速率、温区分布等参数对固液界面的影响 .计算结果表明 ,较小的生长速率可以获得更为平坦的固液界面 ,适当增加结晶区域的温度梯度也是改善固液界面形状的一个有效方法 .同时 ,通过对生长系统中的热流分析 ,表明在生长过程的中间阶段 ,热量交换主要集中在梯度区附近 ,而坩埚两端与外部环境的热量交换较少     

Evaluation of Mn Uniformity in CdMnTe Crystal Grown by the Vertical Bridgman Method

Cd_1−x Mn _x Te is a typical diluted magnetic semiconductor, as well as substrate for the epitaxial growth of Hg_1−x Cd _x Te. In this paper, the homogeneity of a Cd_1−x Mn _x Te (x = 0.2) single-crystal ingot grown by the vertical Bridgman method was studied. The crystal structure and quality of the as-grown ingot were evaluated. Near-infrared (NIR) transmission spectroscopy was adopted to develop a simple optical determination of the Mn concentration in the as-grown ingot. A correlation equation between cut-off wavelength λ _co from NIR transmission spectra and Mn concentration by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) was established. Using this equation, we investigated the Mn concentration distribution in both the axial and radial directions of the ingot. It was found that the segregation coefficient of Mn in the axial direction of the ingot was 0.95, which is close to unity. The Mn concentration variation in the wafers from the middle part of the ingot was 0.001 mole fraction. All these results proved that homogeneous Cd_0.8Mn_0.2Te crystals can be grown from the vertical Bridgman method.     

Parameter Optimization of CdZnTe Crystal Growth Simulated by Finite Element Method

During the crystal grown by VBM, the solid/liquid interface configurations greatly influence the quality of as-grown crystals. In this paper, finite element method (FEM) was used to simulate the growth process of CdZnTe crystal. The effects of different crucible moving rates and temperature gradient of adiabatic zone on crystal growth rate and solid-liquid interface configuration were studied as well. Simulation results show that when crucible moves at the rate of about 1 mm/h, which is nearly equal to crystal growth rate, nearly flat solid/liquid interface and little variation of axial temperature gradient near it can be attained, which are well consistent with the results of experiments. CdZnTe crystal with low dislocation density can be obtained by employing appropriate crucible moving rate during the crystal growth process.     

Hg1-xMnxTe晶体的垂直Bridgman法生长系统温度场分析

利用ANSYS有限元软件,以实际炉膛内的温度分布为边界条件,分析了包括生长中的Hg0.9Mn0.1Te晶体和晶体生长炉在内的生长系统的温度场.结果表明,晶体、熔体、高压Hg蒸气和石英的存在,使炉膛内的温度分布趋于平缓.在气液(气固)界面、液固界面、石英坩埚顶部和底部,轴向温度出现转折.随着晶体的生长,固液界面的轴向温度梯度逐渐减小.当石英坩埚完全处于高温区或低温区时,所在位置的温度分布更均匀,但远离坩埚区域的温度场受到的影响很小.     

Bridgman法生长HgCdTe晶体的初始速度选择

根据Ｂｒｉｄｇｍａｎ法生长ＨｇＣｄＴｅ晶体过程中溶质ＣｄＴｅ的分布规律，推导了缩短初始过渡区长度、增加组分稳定区长度的最佳初速度表达式，从式中可看出：初始速度为一变数。     

水平法生长GaSb单晶的研究

本文采用独特的工艺和装置,用水平法研制GaSb单晶.已获得不掺杂p型晶体,室温下其载流子浓度和迁移率分别为1.0～1.7×10~(17)cm~(-3)和630～780cm~2/V·s;渗Te的n型单晶两者分别为1.4×10~(18)cm~(-3)和2690cm~2/V·s,成晶率大于50%.本文还探讨了研制过程中存在的几个问题.