国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc
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1、国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc(资料4)内容详情:)() Ga(L)+SiO(S)=SiO(g)+GaO(g)() Si(S)+SiO(S)=SiO(g)() LSg分别表示液、固、气相。 反应()使Si进入GaAs,反应()使部分Si与SiO反应生成气相SiO 逸出,二者差值,造成GaAs中Si的并入。 高温区的气相GaO扩散到中温区发生如下反应: GaO(g)+As(g)=GaO(S)+GaAs(S)() SiO(g)=SiO(S)() 反应()消耗了GaO,使反应()向右继续进行,加剧了Si向GaAs中 的并入。反应()与温度关系密切,如将温度升到℃以上,反应()基 本停止,从而可抑制反应()向右方进行:故将该温区温度维持在℃以上。 我们对多段炉的设计,各段炉温的单独控制及其协调”配合”控制也进行 了反复实验研究并不断进行了优化,对提高单晶生长成品率发挥了重要作用。 单晶生长速度有时也称为结晶速度(本工艺中视为石英反应管相对于加热 炉的相对移动速度)是另一个重要的技术参数:因为熔体结晶的快慢与结晶潜 热的产生,正常传递密切相关,结晶速度控制不当,会严重干扰内加热炉所形 成的温度分布,进而影响单晶正常生长,本项目在对热场配置进行优化时,兼 顾了采用合适的结晶速度这一重要参数。、固液界面特种加热炉 可很好调整固液界面形状,这对生长不同晶向晶体、降低位错密度,提高 成品率都十分重管相对于加热 炉的相对移动速度)是另一个重要的技术参数:因为熔体结晶的快慢与结晶潜 热的产生,正常传递密切相关,结晶速度控制不当,会严重干扰内加热炉所形 成的温度分布,进而影响单晶正常生长,本项目在对热场配置进行优化时,兼 顾了采用合适的结晶速度这一重要参数。、固液界面特种加热炉 可很好调整固液界面形状,这对生长不同晶向晶体、降低位错密度,提高 成品率都十分重要。单晶生长过程中固液界面形状的控制是提高成品率的关键技 术。在水平单晶生长过程中,无法完全按器件制造所要求的晶向生长,即晶体生 长方向与晶片的晶向有一定的夹角,这导致了水平GaAs单晶的切片,一般都要 “斜”切。你正在查看的是:?国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc

2、s研究开发经验的专业人员组成的销售队 伍,这支队伍熟悉本项目产品各项性能指标,了解客户需求,比较利于开展工作。 同时,由于本项目产品性价比高于国外同类产品,因此在国际上具有强竞争力。 目前产品已经进入国际市场,被日本住友电工集团、韩国Prowtech公司等世界 知名企业应用。日本住友电工集团一向对外来产品要求极为严格,本公司产品能够大量进入该集团,说明本产品极具竞争力。 管理优势:我公司拥有一支素质高、业务精、专业搭配合理的管理队伍,% 的公司员工具有大专以上学历。管理团队知识层次高,具有高度的凝聚力、勇于 开拓的创新性和丰富的管理经验。高素质的员工群体、现代科学的管理方式、可 靠的质量保证体系的完美结合,使产品质量得到充分保证。公司在日常生产和管 理中,注重提升员工的质量意识,在员工头脑中筑起了质量保证的长城。公司的 质量控制管理体系严格按照ISO施行,公司已于年通过该认证。 公司按照建立现代企业制度的要求,制定了一整套完备的管理制度,包括人事管 理制度、财务管理制度、销售管理制度、技术开发奖励制度等。实行物质奖励与 精神奖励相结合,奖酬激励、人才使用激励与企业文化激励相结合,短期激励与 长期激励相结合的综合激励方式。自公司成立以来,凭借自身雄厚的实力和良好 的管理体制,在国内外用户中树立了良好的形象。这为本项目的顺利实施提供了 制度上的保障。 第二章技术可行性分析 项目技术路线、工艺设备的合理性和成熟性、关键技术 的先进性 项目技术路线 多晶合成单晶生长晶体加工 工艺流程为:NGa+NAs装管、脱氧封管多晶合成(约小时)多 晶清洁处理封管(余As掺杂剂、放籽晶)装入单晶炉单晶生长(~天) (熔料、接籽晶、走车生长单晶、降温、出炉)晶体测试 工艺及设备的合理性和成熟性、自行设计的HBGaAs单晶生长系统 本项目研发生产采用自行设计的水平砷化镓单晶生长系统,该生长系统在国 际上未见成型产品,本项目单位根据多年工艺、技术积累,选用精密的温控仪表 (欧陆智能式温控仪)和机械传动系统(双向,温馨提示:国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc由会员自主上传。

3、家半导体材料工程化研发基地,加快了HBGaAs 单晶材料的产业化步伐。年在国内首次拉制重kg,加工直径英寸晶片 HBGaAs单晶,年建成了国内第一个有台HBGaAs单晶生长系统的生产线, 年产单晶kg,使我国GaAs单晶年产量首次突破kg,我国GaAs单晶材料 研究由长期实验室阶段向产业化迈出了第一大步。国瑞电子材料有限责任公司 年月注册成立,由北京有色金属研究总院和有研半导体材料股份有限公 司共同出资组建。注册资金万元,有研总院占%股份,对该公司有绝对 控股权,原有研总院该项目研发人员全部转入国瑞公司继续水平砷化镓项目的研 究与开发工作。 目前企业拥有HBGaAs单晶生产系统台及相应的晶片加工(切片机、磨 片机、划园机、倒角机、抛光机等)性能检测设备,因此,承担本项目,国瑞公 司具有人员和技术优势。第三章项目成熟程度 产品检测、鉴定及用户使用情况 本项目产品技术成熟,年通过了中科镓英半导体有限公司质量管理部 所做的测试报告,报告显示:国瑞公司向本公司提供的SiN型HBGaAs单晶和掺 ZnP型HBGaAs单晶与国瑞公司所提供的产品所有参数完全一致。年月 产品通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定,鉴定结果为:该项目利 用本单位独创的石英舟预处理技术、生长系统设计和制造技术,固液界面特种加 热炉设计和制造技术,研究开发了本项目产品生长工艺技术和晶片加工工艺技 术。通过提高单晶单炉产量和成品率,提高晶片加工成品率,实现了水平砷化镓 单晶材料的产业化,达到了预期的目标。该项目的技术达到国际先进水平,产品 质量也达到国际先进水平,同类商品国际市场占有率接近%。具备进一步扩大 生产规模的技术条件。 本项目产品近年来大量用于红外LED和高亮度LED,目前产品成功进入世 界上最大的水平砷化镓单晶应用厂商日本住友电工公司。国外另一重要用户韩国 的Prowtech认为该项目产品质量等同于日本住友电工公司的产品。国内的中科 镓英公司大量购买本项目产品经加工后亦成功进入国际市场。 产品质量、价格、性能等情况 ,版权说明:国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc版权由上传者解释。

4、导轨和同步进电机带动精密丝杠组 合),可保证在长达~天的单晶生长过程中温控精度℃,炉体移动速度 最低时(㎜小时)爬行不大于μm。采用优质SiC管支撑石英反应管使石 英反应管长期处于高温(~℃)下时膨胀度不至影响单晶生长(反应管外径 扩大不超过㎜)。 、石英舟的预处理技术 HBGaAs单晶生长是在密封于石英反应管中的石英舟中进行的,因此首先要 解决的是石英舟与熔体的粘舟问题。只有不粘舟才能保证单晶生长顺利,不出 多晶、孪晶。生长完成后,晶体易从舟中取出(脱舟良好);且生长的晶体完整 性好(EPD符合产品技术指标)。这个问题曾是困扰HBGaAs单晶生长的一个较 严重问题。很多单位曾试用过石英舟表面涂碳,“碳舟”虽可避免粘接问题,但 碳易大量掺入GaAs晶体成为有害杂质,从而使晶体报废。本项目承担单位国瑞 公司经多年研究、实践找到了解决“粘接”问题的良好方法,成为本公司一项 独特的专有技术石英舟预处理技术,该项技术主要是在适当的溶剂中进行 热处理,它可保证在长达天的单晶连续生长中,熔体与舟不粘接,单晶生长 完成后,单晶顺利脱舟。 、纵向温度分布技术 通过中高温热场的合理配置,提高晶片的纵向均匀性,有利于提高成品率。 本项目所设计的水平单晶炉是一种多段式两温区炉,只有热场配置合理即温度梯 度合适才有可能生长出合格单晶,公司技术人员经过反复实验、比较、不断优化, 设计出了合理热场,优化了温度分布,为提高单晶生长成品率、实现该工艺的产 业化创造了又一个有利条件。本项目中,单晶生长采用两步法,即:先合成多晶然后再一次备料生长单 晶,备好的多晶放入两温区多段加热炉中生长单晶(谓之无砷端生长技术)。两 温区炉高温区温度为~℃。中温区为~℃。这种加热结构既 得到所需的温度分布,又可抑制生长过程中Si的污染。 Si污染是由于舟、石英管都是石英即SiO材料、易于使Si并入熔体和单 晶中。抑制Si污染的机理是: 在GaAs合成和晶体生长中,高温区发生熔体中的Ga与石英反应 Ga(L)+SiO(S)=Si(S)+GaO(g,下载说明:国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc资料下载需支付相应的费用。

5、因而切片技术难度较大),为使所切晶片上电学参数(尤其是载流子 浓度)均匀分布,固液界面也必须与生长方向成一定角度。因为杂质(主要是掺 杂剂)的分凝是以固液界面为“界线”的,如果单晶生长过程中固液界面与生长 方向之间角度和所切晶片晶向与单晶生长方向之间角度不一致,所切晶片上的载 流子浓度会形成“浓度梯度”,即得不到均匀分布,这会对在GaAs晶片上生长 外延材料及器件的成品率和性能造成不良影响。角度不一致还有可能在晶体内部 出现热应力而导致晶体完整性差,使EPD增大,从而降低成品率。国内外在水平 GaAs单晶研究开发中,多年来都是使用管状加热炉。因此,固液界面只能与生 长方向垂直,无法得到所需要的偏角α。 管状加热炉除了无法得到所需“偏角”α以外,还很难调制固液界面本身 的“平坦度”,由于砷化镓热导率相对较低,在采用管状加热炉的情况下固液 界面四周的热环境是“固定的”,无法变动的,加上热辐射和固液界面的结晶潜 热难以导出,使熔体“边缘”温度低于中心处温度,往往使固液界面凹向熔体。 这种界面非常容易出孪晶,或使晶体的EPD增大,降低成品率。 在单晶生长理论中,理想的固液界面形状应为平坦的或略为凸向熔体,做到 这一点,加热体的设计和制造非常关键。 加热体是单晶生长的核心,对单晶生长影响非常大,是决定单晶生长成功与 否的关键因素之一。该产品的设计和制造是本公司多年科研的结晶。本公司在炉 体结构的设计;保温层的设置和配置;加热区段设置;加热区域设置等方面均取 得了很大进步。目前制作的加热体,截面区(固液交界面区)有特殊加热结构。 高温区各加热段设计合理,中温区有后加热体设置,其余各区设置合适;在产品 试制过程中表明,该加热体非常适合水平砷化镓单晶生长。采用这种加热体,可 以很好调节固液界面形状及固液界面与生长方向的夹角α,使其与所切割的晶片的方向一致,并与单晶生长方向之间的夹角一致。同时,采用这特种加热炉,通 过高温区、中温区和固液界面区温度分布的控制,很容易“调平”固液界面。当 然,这种加热体如何单独控制又协调配,资料来源:国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc查询结果由帮帮文库提供。

6、)() Ga(L)+SiO(S)=SiO(g)+GaO(g)() Si(S)+SiO(S)=SiO(g)() LSg分别表示液、固、气相。 反应()使Si进入GaAs,反应()使部分Si与SiO反应生成气相SiO 逸出,二者差值,造成GaAs中Si的并入。 高温区的气相GaO扩散到中温区发生如下反应: GaO(g)+As(g)=GaO(S)+GaAs(S)() SiO(g)=SiO(S)() 反应()消耗了GaO,使反应()向右继续进行,加剧了Si向GaAs中 的并入。反应()与温度关系密切,如将温度升到℃以上,反应()基 本停止,从而可抑制反应()向右方进行:故将该温区温度维持在℃以上。 我们对多段炉的设计,各段炉温的单独控制及其协调”配合”控制也进行 了反复实验研究并不断进行了优化,对提高单晶生长成品率发挥了重要作用。 单晶生长速度有时也称为结晶速度(本工艺中视为石英反应管相对于加热 炉的相对移动速度)是另一个重要的技术参数:因为熔体结晶的快慢与结晶潜 热的产生,正常传递密切相关,结晶速度控制不当,会严重干扰内加热炉所形 成的温度分布,进而影响单晶正常生长,本项目在对热场配置进行优化时,兼 顾了采用合适的结晶速度这一重要参数。、固液界面特种加热炉 可很好调整固液界面形状,这对生长不同晶向晶体、降低位错密度,提高 成品率都十分重管相对于加热 炉的相对移动速度)是另一个重要的技术参数:因为熔体结晶的快慢与结晶潜 热的产生,正常传递密切相关,结晶速度控制不当,会严重干扰内加热炉所形 成的温度分布,进而影响单晶正常生长,本项目在对热场配置进行优化时,兼 顾了采用合适的结晶速度这一重要参数。、固液界面特种加热炉 可很好调整固液界面形状,这对生长不同晶向晶体、降低位错密度,提高 成品率都十分重要。单晶生长过程中固液界面形状的控制是提高成品率的关键技 术。在水平单晶生长过程中,无法完全按器件制造所要求的晶向生长,即晶体生 长方向与晶片的晶向有一定的夹角,这导致了水平GaAs单晶的切片,一般都要 “斜”切,更多与《国家火炬计划水平砷化镓单晶材料产业化项目立项投资分析报告.doc精品资料》相关内容,请网站搜索。

7、合形成所需的温度分布,也要经过反复 实验、研究、不断优化。经过几年的开发,本项目单位已在国内独家掌握了该项 技术,该项技术达到世界先进水平。 关键技术的先进性 本项目产品年月通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定, 鉴定结论为:该项目利用本单位独创的石英舟预处理技术、生长系统设计和制造 技术,固液界面特种加热炉设计和制造技术,研究开发了本项目产品生长工艺技 术和晶片加工工艺技术。通过提高单晶单炉产量和成品率,提高晶片加工成品率, 实现了水平砷化镓单晶材料的产业化,达到了预期的目标。该项目的技术达到国 际先进水平,产品质量也达到国际先进水平,同类商品国际市场占有率接近%。 该产品与日本住友电工相比,各项技术指标均达到或高于其产品。 产品技术性能水平与国内外同类产品的比较 HBGaAs单晶产品(产品形式有单晶锭和单晶片两种),主要有n型掺Si单 晶和P型掺Zn单晶两种,主要用于LED(包括红外LED和高亮度LED)、LD等光 电器件的衬底,本项目单位国瑞公司生产的这两种单晶各项技术指标与国际同 类产品一致,完全达到了国际同类产品先进水平,本产品与日本住友电工(SEI) 公司各项指标对比如下: 北京有研总院(国瑞公司)日本住友电工 产品类型 技术指标 N型(掺Si) n(cm)(~)(~) μn(cmvs)≥≥ 晶片直径(mm),EPD(cm)≤≤ 产品类型 技术指标 P型(掺Zn) (cm)(~)(~) μP(cmvs)≥(~)≥(~) 晶片直径(mm), EPD(cm)≤≤ 项目承担单位在实施本项目中的优势 研发能力强是本单位的固有优势,企业前身是北京有色金属研究总院化合物 半导体材料研究室。成立于年,从成立之日起就开始水平GaAs单晶研究, 年底研制成功国内第一根水平GaAs单晶,先后承担多项国家科技攻关项目 和军工配套项目,取得国家及部级科研成果项,这些成果均达到国际上同类产 品技术水平或填补国内空白。年原国家计委选定北京有研总院组建国家半 导体材料工程研究中心,作为国,帮帮文库,亿万文档随您下载,砥砺奋进六载,岁月更迭初心仍在,亿万文档积累,精品文档持续更新,只为您的到来!^_^^_^^_^

8、家半导体材料工程化研发基地,加快了HBGaAs 单晶材料的产业化步伐。年在国内首次拉制重kg,加工直径英寸晶片 HBGaAs单晶,年建成了国内第一个有台HBGaAs单晶生长系统的生产线, 年产单晶kg,使我国GaAs单晶年产量首次突破kg,我国GaAs单晶材料 研究由长期实验室阶段向产业化迈出了第一大步。国瑞电子材料有限责任公司 年月注册成立,由北京有色金属研究总院和有研半导体材料股份有限公 司共同出资组建。注册资金万元,有研总院占%股份,对该公司有绝对 控股权,原有研总院该项目研发人员全部转入国瑞公司继续水平砷化镓项目的研 究与开发工作。 目前企业拥有HBGaAs单晶生产系统台及相应的晶片加工(切片机、磨 片机、划园机、倒角机、抛光机等)性能检测设备,因此,承担本项目,国瑞公 司具有人员和技术优势。第三章项目成熟程度 产品检测、鉴定及用户使用情况 本项目产品技术成熟,年通过了中科镓英半导体有限公司质量管理部 所做的测试报告,报告显示:国瑞公司向本公司提供的SiN型HBGaAs单晶和掺 ZnP型HBGaAs单晶与国瑞公司所提供的产品所有参数完全一致。年月 产品通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定,鉴定结果为:该项目利 用本单位独创的石英舟预处理技术、生长系统设计和制造技术,固液界面特种加 热炉设计和制造技术,研究开发了本项目产品生长工艺技术和晶片加工工艺技 术。通过提高单晶单炉产量和成品率,提高晶片加工成品率,实现了水平砷化镓 单晶材料的产业化,达到了预期的目标。该项目的技术达到国际先进水平,产品 质量也达到国际先进水平,同类商品国际市场占有率接近%。具备进一步扩大 生产规模的技术条件。 本项目产品近年来大量用于红外LED和高亮度LED,目前产品成功进入世 界上最大的水平砷化镓单晶应用厂商日本住友电工公司。国外另一重要用户韩国 的Prowtech认为该项目产品质量等同于日本住友电工公司的产品。国内的中科 镓英公司大量购买本项目产品经加工后亦成功进入国际市场。 产品质量、价格、性能等情况 文档地址:http://www.abvelez.com/in-120092.html,转载请注明出处

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