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磷化铟单晶退火及热应力分布的研究

稀有金属 2013年第3期37卷 405-410页

作者：黄清芳王阳刘志国杨瑞霞孙同年孙聂枫中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室河北石家庄050051 河北工业大学信息工程学院天津300130

磷化铟单晶生长是一种液相转变为固相的过程,晶体生长过程中的热场条件直接影响晶体的热应力、电学均匀性、位错密度、晶片的几何参数。通过实验和理论分析研究热场条件对InP晶体生长的影响,通过晶锭退火、晶片退火、位错测量、应力测... 详细信息

磷化铟单晶生长是一种液相转变为固相的过程,晶体生长过程中的热场条件直接影响晶体的热应力、电学均匀性、位错密度、晶片的几何参数。通过实验和理论分析研究热场条件对InP晶体生长的影响,通过晶锭退火、晶片退火、位错测量、应力测量等实验研究、分析位错密度与残余热应力的关系和减除热应力的方法。在InP晶体生长阶段,熔体温度、炉内气体压强、氧化硼厚度、熔体及晶体的形状、炉体结构、加热功率等都是影响晶体生长过程中热场分布的因素。这些因素共同导致晶体内部产生径向和轴向温度梯度,从而产生热应力。晶体长时间处于温度梯度很小的高温状态,能使其应力得到释放并且内部的晶格畸变也会发生变化。通过后期适当的高温热处理可以使晶体内部残余热应力得到释放。采用金相显微镜观察InP样片观察到的位错呈现"十"字状分布,中心和边缘位错低,两者之间的"十"字部分位错高,与晶片残余应力分布基本保持一致。晶体生长过程中,热应力大于临界剪切应力导致的晶格滑移使InP的晶格结构产生畸变,导致晶体内部形成位错。

关键词： InP 单晶热场热应力位错

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InP高压直拉单晶炉的热场优化设计与分析

仪器仪表学报 2018年第11期39卷 95-102页

作者：梁仁和曾周末孙聂枫王书杰孙同年天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051

高压直拉单晶炉的热场对磷化铟(InP)晶体生长过程有重要影响,存在缺陷的热场很难生长出合格的InP单晶,因此对InP晶体生长的热场进行优化设计与分析非常必要。提出了采用新型的碳/碳(C/C)复合材料加热器、复合固化硬毡为保温筒的热场结构... 详细信息

高压直拉单晶炉的热场对磷化铟(InP)晶体生长过程有重要影响,存在缺陷的热场很难生长出合格的InP单晶,因此对InP晶体生长的热场进行优化设计与分析非常必要。提出了采用新型的碳/碳(C/C)复合材料加热器、复合固化硬毡为保温筒的热场结构,并通过仿真设计优化了InP单晶热场,解决了原有的以石墨加热器和碳纤维软毡为基础的InP单晶热场稳定性和对称性差以及使用寿命短的问题。经过实验测试,加热效率提高了25%,使用寿命达到90炉以上。

关键词：高压单晶炉磷化铟单晶晶体生长碳/碳复合材料热场

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熔体温度对InP合成的影响

半导体技术 2016年第11期41卷 847-851页

作者：杨建业王阳李帅李晓岚孙聂枫中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室石家庄050051

熔体温度的精准测量和合理控制是快速合成化学配比磷化铟(InP)的关键,并直接影响晶体质量。由于单晶炉内温度梯度较大并且熔体表面有一层三氧化二硼覆盖层,测量高温高压单晶炉内熔体温度精度不高,针对这一难题,通过分析热偶位置对其测... 详细信息

熔体温度的精准测量和合理控制是快速合成化学配比磷化铟(InP)的关键,并直接影响晶体质量。由于单晶炉内温度梯度较大并且熔体表面有一层三氧化二硼覆盖层,测量高温高压单晶炉内熔体温度精度不高,针对这一难题,通过分析热偶位置对其测量结果的影响,修正热偶测量温度与实际熔体温度的偏差,使测控精度由±30℃提高至±5℃。基于熔体温度测量准确度的提高,实验结果表明,在合成过程中随着磷注入量的增加,控制熔体温度从1 110℃逐步降低到接近InP熔点的1 070℃时,合成效果最佳,成功实现2 h可重复合成4.7 kg化学配比的InP。

关键词：磷化铟磷蒸气注入熔体温度原位合成化学配比富铟

LEC法生长富磷掺铁InP单晶晶格应变与残留应力研究

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人工晶体学报 2014年第4期43卷 743-747页

作者：陈爱华杨瑞霞杨帆刘志国孙聂枫河北工业大学信息工程学院天津300401 中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路国家重点实验室石家庄050051

运用原位磷注入合成法在高压单晶炉内合成富磷的InP熔体,并利用液封直拉法(LEC)生长出了3英寸富磷掺Fe的InP单晶。运用高分辨率X射线衍射技术、偏振差分透射谱测试技术、光致荧光谱技术对富磷掺Fe的InP晶片进行了结构、应力及发光特性... 详细信息

运用原位磷注入合成法在高压单晶炉内合成富磷的InP熔体,并利用液封直拉法(LEC)生长出了3英寸富磷掺Fe的InP单晶。运用高分辨率X射线衍射技术、偏振差分透射谱测试技术、光致荧光谱技术对富磷掺Fe的InP晶片进行了结构、应力及发光特性测试。结果表明,晶格的应变导致了PL发光峰峰位的变化,晶格应变与残留应力测试结果相一致,说明材料生长过程中的热应力是导致样品晶格常数分布不均匀的主要因素。

关键词：磷化铟液封直拉法晶格应变残留应力

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基于原位合成法的InP单晶炉合成装置设计

微纳电子技术 2014年第11期51卷 743-747,751页

作者：梁仁和金艳周世增孙聂枫北京京仪世纪电子股份有限公司北京100079 专用集成电路重点实验室石家庄050051

基于磷蒸气注入原位合成技术及液封直拉磷化铟(InP)单晶的原理,设计了CZ-50型InP单晶炉。介绍了该单晶炉的主体结构,特别是原位合成装置的结构。该装置不仅可以实现磷蒸气注入法原位合成InP多晶材料,并且根据InP材料合成及单晶生长的特... 详细信息

基于磷蒸气注入原位合成技术及液封直拉磷化铟(InP)单晶的原理,设计了CZ-50型InP单晶炉。介绍了该单晶炉的主体结构,特别是原位合成装置的结构。该装置不仅可以实现磷蒸气注入法原位合成InP多晶材料,并且根据InP材料合成及单晶生长的特殊性,对该装置进行了结构创新设计:在炉盖上设计并安装了一套可升降的热偶测温装置,实现了在生产过程中,对坩埚内熔体温度进行在线测量;通过在炉体内部加设观察窗遮挡装置及对观察窗进行加热的方法,解决了长期以来InP材料合成及单晶生长过程中由于磷的挥发特性所导致的观察窗污染问题。

关键词：磷化铟(InP) 单晶炉原位合成液封直拉(LEC) 磷蒸气注入

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InP在太阳电池中的应用及进展

微纳电子技术 2014年第3期51卷 151-155,167页

作者：李玉茹付莉杰史艳磊孙同年孙聂枫中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 专用集成电路重点实验室石家庄050051

介绍了国内外InP太阳电池的发展现状,对InP太阳电池的技术及其优势进行了分析。探讨了反向生长和低温键合对InP多结太阳电池质量的影响,指出其不仅可以降低位错等缺陷,提高太阳电池的转换效率,并且可以节约材料,一定程度上降低成本。In... 详细信息

介绍了国内外InP太阳电池的发展现状,对InP太阳电池的技术及其优势进行了分析。探讨了反向生长和低温键合对InP多结太阳电池质量的影响,指出其不仅可以降低位错等缺陷,提高太阳电池的转换效率,并且可以节约材料,一定程度上降低成本。InP纳米线太阳电池制造工艺简单,发展迅速,通过堆叠多个子电池可以实现高的转换效率,是未来InP太阳电池的发展方向之一。高聚光太阳电池已成为全球太阳电池的焦点,高聚光性结合低温半导体键合技术,更高转换效率的InP太阳电池一定会实现。

关键词： InP太阳电池反向生长键合技术转换效率抗辐射

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InP单晶的磁光和热电效应

半导体技术 2011年第1期36卷 1-3,44页

作者：潘静李晓岚杨瑞霞孙聂枫中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 河北工业大学信息工程学院天津300130

对同一原生非掺杂InP单晶进行了一系列物理测试分析，研究了材料的光电导率与温度的依从关系，在295～318K内，温度系数为-3×10^-4eV／K，测得的室温禁带宽度为1．3392eV。禁带宽度Eg的磁性系数为8．6×10^-4eV／T，材料的磁光特性测... 详细信息

对同一原生非掺杂InP单晶进行了一系列物理测试分析，研究了材料的光电导率与温度的依从关系，在295～318K内，温度系数为-3×10^-4eV／K，测得的室温禁带宽度为1．3392eV。禁带宽度Eg的磁性系数为8．6×10^-4eV／T，材料的磁光特性测量结果为1．8T。由此数据可得，约化电子有效质量mr·为0．067m0。由热电功率测量结果可得室温塞贝克系数为565μV／K。由此值以及霍尔测量值，可计算出状态密度有效质量md·为0．0757m0。由该值和上面提到的约化电子有效质量可得到InP样品的价带电子有效质量mv·为0．591m。。

关键词：磁光电导率霍尔效应塞贝克效应磷化铟有效质量

超亮度InGaN单量子阱结构绿光发光二极管

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半导体情报 1996年第5期33卷 30-33页

作者： Shuji Nakamura 孙聂枫

制造出了发光强度为12cd 的超高亮度 InGaN 单量子阱(SQW)结构绿光发光二极管(LED)。这些 InGaN SQW 绿光 LED(12cd)的发光强度大约比常规的 GaP 绿光 LED(0.1cd)高100倍。在正向电流为20mA 时,这些 SQW绿光 LED 的输出功率、外量子效... 详细信息

制造出了发光强度为12cd 的超高亮度 InGaN 单量子阱(SQW)结构绿光发光二极管(LED)。这些 InGaN SQW 绿光 LED(12cd)的发光强度大约比常规的 GaP 绿光 LED(0.1cd)高100倍。在正向电流为20mA 时,这些 SQW绿光 LED 的输出功率、外量子效率、峰值波长和半高全宽值分别为:3mW,6.3%,520nm 和30nm。现已用 MOCVD 法在蓝宝石衬底上生长了这种 p-Al-GaN/InGaN/n-GaN 结构的 InGaN SQW 绿光 LED。

关键词： Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体量子阱结构

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富磷熔体生长InP单晶的均匀性研究

人工晶体学报 2014年第3期43卷 497-501页

作者：杨帆杨瑞霞陈爱华孙聂枫刘志国李晓岚潘静河北工业大学信息工程学院天津300401 中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路国家重点实验室石家庄050051

采用原位磷注入合成法在高压单晶炉内合成富磷的磷化铟(InP)熔体,并利用液封直拉法(LEC)生长出了掺硫及掺铁单晶材料。分别用快速扫描光荧光谱技术(PL-Mapping)、扫描电镜和傅里叶红外光谱对富磷单晶样品进行了研究。结果表明,在富磷条... 详细信息

采用原位磷注入合成法在高压单晶炉内合成富磷的磷化铟(InP)熔体,并利用液封直拉法(LEC)生长出了掺硫及掺铁单晶材料。分别用快速扫描光荧光谱技术(PL-Mapping)、扫描电镜和傅里叶红外光谱对富磷单晶样品进行了研究。结果表明,在富磷条件下拉制的InP单晶会出现孔洞,致使在孔洞周围及远离区域晶体结晶质量和晶格常数存在差异,并且孔洞的存在会造成杂质分布的不均匀性。由于孔洞附近区域具有较高浓度的缺陷,而缺陷对杂质的吸引作用致使孔洞附近区域杂质浓度较远离孔洞区域有所增加。

关键词：磷化铟富磷液封直拉法缺陷