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[发明专利]一种半绝缘砷化镓单晶体及其制备方法和生长装置-CN202210542555.3有效
发明人： 高佑君 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2022-05-19 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： C30B11/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种半绝缘砷化镓单晶体及其制备方法和生长装置，制备方法包括：S1:将晶体原料放入PBN坩埚并转移至石英坩埚内；将石墨放入石英帽，然后与石英坩埚密封连接；S2:密封连接后装载至VGF单晶炉，且石英帽与石英坩埚位于不同温区；S3:使石英坩埚所在温区升温至化料温度，同时控制石英帽所在温区升温至1000±50℃；S4:石英坩埚所在温区于化料温度下保温化料，控制石英帽所在温区升温至1200±50℃并保温4～50h；S5:控制石英帽所在温区降温至1000℃±50℃并保温，进行气氛掺杂，晶体生长；S6:降温出料。本申请的方法可有效改善砷化镓晶体内部掺碳量及电性能的均匀性。
一种绝缘砷化镓单晶体及其制备方法生长装置

[发明专利]一种砷化镓单晶晶体及其制备方法-CN202210403538.1在审
发明人： 高佑君 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： C30B29/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种砷化镓单晶晶体及其制备方法。一种砷化镓单晶晶体，载流子浓度为1×1018～4×1018/cm3，迁移率为1700～2600cm2/v•s；在同等Si载流子浓度下，所述以SixAsy化合物为掺杂剂制得的砷化镓单晶晶体的B原子密度比以单质Si为掺杂剂制得的砷化镓单晶晶体的B原子密度至少低20%；所述砷化镓单晶晶体的B含量≤5×1018/cm3。本申请的砷化镓单晶晶体的制备方法是在砷化镓单晶生长前，使SixAsy化合物分布于砷化镓多晶中。此制备方法能够减轻砷化镓单晶的“B污染”，从而提高砷化镓单晶晶体的性能。
一种砷化镓单晶晶体及其制备方法

[发明专利]大质量晶体生长的局部温度梯度的控制方法及装置-CN202010724074.5有效
发明人： 高佑君;柴晓磊;樊海强 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2020-07-24 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： C30B29/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种大质量晶体生长的局部温度梯度的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一:安装晶体生长炉,进行升温化料、调温、熔种处理；步骤二:将步骤一中熔种后的晶体生长炉的各温区进行调整温度，逐步降低肩部温度，完成晶体的放肩过程；步骤三:将晶体生长炉的支撑管及石英管保持不动，晶体生长炉的传动装置上移带动炉体移动，使晶体生长界面上移，实现晶体的生长；步骤四：炉体移动同时逐渐下降晶体生长炉的炉芯，使晶体生长炉的炉芯与支撑管相对移动；或调整散热通道内流体材料、流体速度，改变通过散热通道带走的热量，控制温度梯度。通过生长过程中对保温材料及相对位置的调整实现晶体生长过程中温度梯度的针对性调整。
质量晶体生长局部温度梯度控制方法装置

[实用新型]一种晶体头尾切料回收装置-CN202022833066.2有效
发明人：樊海强;高佑君;王鼎 -专利权人：忻州中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2020-11-30 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： B28D5/04 文献下载
摘要：本实用新型具体涉及一种晶体头尾切料回收装置，属于半导体材料技术领域，所要解决的问题是提供一种工作效率高的晶体头尾切料回收装置，采用的方案为：晶棒待切除的头尾切料下方设置有接料槽，接料槽的一侧连接有翻转驱动件，翻转驱动件设置于水平设置的转杆三一端，转杆三另一端下部与水平设置的转杆二一端上部铰接，转杆二另一端的下部与水平设置的转杆一的一端上部铰接，转杆一的另一端下部与底座铰接，铰接处均设置有转动驱动件，转动驱动件用于将接料槽移动至固定于切割机外部的回收箱上方；本实用新型头尾切料被接收后及时转移至切割机体外部进行回收，提高了工作效率，也保证了晶棒的质量。
一种晶体头尾回收装置

[实用新型]一种晶棒表面损伤层去除装置用晶棒夹持装置-CN202022772029.5有效
发明人：樊海强;高佑君;王鼎 -专利权人：忻州中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2020-11-26 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： B24B19/22 文献下载
摘要：本实用新型具体涉及一种晶棒表面损伤层去除装置用晶棒夹持装置，属于半导体加工技术领域，所要解决的问题是提供一种将晶棒活动水平夹持的晶棒表面损伤层去除装置用晶棒夹持装置，采用的方案为：支撑底座上连接有相配合设置的左夹持件和右夹持件，左夹持件和右夹持件用于将水平设置的晶棒端部夹持，且晶棒可相对左夹持件和右夹持件自转，左夹持件相对支撑底座固定，右夹持件与水平设置的电动推杆的活塞杆固定，电动推杆相对支撑底座固定；本实用新型既可以将晶棒定位，晶棒又可以灵活自转，使用方便。
一种表面损伤去除装置用晶棒夹持

[实用新型]一种晶棒表面损伤层去除装置-CN202022779632.6有效
发明人：樊海强;高佑君;王鼎 -专利权人：忻州中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2020-11-26 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： B24B27/033 文献下载
摘要：本实用新型具体涉及一种晶棒表面损伤层去除装置，属于半导体加工技术领域，所要解决的问题是提供一种高效的晶棒表面损伤层去除装置，采用的方案为：支撑底座上连接有相配合设置的左夹持件和右夹持件，且晶棒可相对左夹持件和右夹持件自转，晶棒的下方设置有轴向竖直的磨料盘，磨料盘的下部同轴连接有横移支撑杆，磨料盘可相对横移支撑杆自转，横移支撑杆下方水平设置有升降平台，升降平台上设置有与晶棒延伸方向一致的横移滑道，横移支撑杆上连接有驱动其沿横移滑道往复横移的横移驱动件，升降平台上连接有驱动其升降的升降底座；本实用新型使用方便，可以高效地去除晶棒表面损伤层。
一种表面损伤去除装置

[发明专利]一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺-CN202010784202.5有效
发明人： 高佑君;柴晓磊;樊海强 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2020-08-06 - 公布日： 2021-04-30 - 主分类号： C30B29/42 文献下载
摘要：本发明涉及半导体材料制备技术领域，更具体而言，涉及一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺，通过在多晶合成、单晶生长两个环节中添加与氧反应活性大的物资吸收了环境中及砷、镓以及石英管在高温过程中释放的氧，避免了氧对进入多晶及单晶。极大减弱了氧污染对材料性能的影响。多晶合成过程中进行Si掺杂，实现硅进入砷化镓并进行有效的占位，没有氧化硼的存在，多晶合成不会导致B对多晶的污染。单晶生长过程中在石英管中放置C、Al或Ti吸收石英管内的氧，控制单晶中的氧含量，不再添加多晶已掺杂的杂质。单晶生长时放入氧化硼提高单晶率的同时，实现对杂质的选择性吸附。达到需要的晶体性能。
一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺

[实用新型]一种用于晶棒头尾切割的夹具-CN201922127995.9有效
发明人： 高佑君;樊海强;柴晓磊 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2019-12-03 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： B28D7/04 文献下载
摘要：本实用新型提供一种用于晶棒头尾切割的夹具，包括晶棒夹持部分、高度调节装置、盛接装置；晶棒夹持部分包括竖直方向的圆筒形夹具，圆筒形夹具包括第一半圆弧形夹片、第二半圆弧形夹片，第一半圆弧形夹片与第二半圆弧形夹片的一端铰接；第一半圆弧形夹片与第二半圆弧形夹片的另一端通过螺栓固定装置锁闭；螺栓固定装置包括转动座、卡座、锁定杆；转动座固定设置在第一半圆弧形夹片的外侧靠近端部处；卡座固定设置在第二半圆弧形夹片的外侧靠近端部处，将不规则的晶棒头尾部分一次性切割完成，提高晶棒头尾加工的效率，掉落的晶棒头尾部分掉落到盛接装置，方便取出，同时避免掉落体对设备的损坏。
一种用于棒头切割夹具

[实用新型]一种圆筒形晶体退火炉-CN201922128006.8有效
发明人： 高佑君;樊海强;柴晓磊 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2019-12-03 - 公布日： 2020-07-31 - 主分类号： C30B33/02 文献下载
摘要：本实用新型涉及晶体制备领域，更具体而言，涉及一种圆筒形晶体退火炉；提供一种采用多温度点监控、多加热器独立控制的圆筒形晶体退火炉，减小退火炉内温度梯度，实现对炉内温度的精准控制；包括炉身、炉盖、坩埚架、加热结构、保温结构、温控系统和用于支撑并驱动坩埚架伸出炉外的提升结构；加热结构包括若干独立控制的加热器，保温系统包括分别设置于加热炉丝内、外侧的内层保温结构和外层保温结构，温控系统包括数据处置设备和设置于退火炉内的若干温度传感器，数据处理设备根据温度传感器传回的数据控制分布在退火炉内的加热器进行加热，使得炉温各测温点温度趋于设定值。
一种圆筒晶体退火炉

[实用新型]一种设置有炉体升降机构的晶体生长炉-CN201921656033.6有效
发明人： 高佑君;柴晓磊;樊海强 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2019-09-30 - 公布日： 2020-06-26 - 主分类号： C30B15/30 文献下载
摘要：本实用新型涉及半导体材料制备装置技术领域，更具体而言，涉及一种设置有炉体升降机构的晶体生长炉，包括晶体生长装置与炉体升降装置，在晶体生长装置中通过自上而下的多组加热器实现对炉芯及坩埚炉、石英管的热辐射加热，多组加热器独立运作，实现不同部位不同温度的加热；通过底部玻璃棒提供热流失通道；通过炉体升降装置，避免因坩埚内部熔体震动而导致的生长界面波动带来的晶体缺陷，使得晶体尾部多晶率由原来6%下降到2%，晶体的EPD及电性能均匀性得到明显提升；本实用新型提供的晶体生长炉结构简单，操作便捷，方便了装炉与出炉操作，工作效率由3炉/（人·h）提高到5炉/（人·h）。
一种设置有炉体升降机构晶体生长

[实用新型]一种大尺寸晶体生长单晶炉-CN201921656061.8有效
发明人： 高佑君;柴晓磊;樊海强 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2019-09-30 - 公布日： 2020-06-09 - 主分类号： C30B11/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及半导体制备装置领域，更具体而言，涉及一种大尺寸晶体生长单晶炉，包括PBN坩埚、石英管、加热器，其中加热器包括底部加热器和侧壁加热器；通过坩埚底部玻璃棒提供热流失通道；通过多组加热器实现对炉芯及坩埚炉、石英管的热辐射加热，多组加热器独立运作，实现不同部位不同温度的加热；通过底部加热器温度调整，控制晶体的引晶及放肩过程。晶体生长引晶阶段通过对螺旋加热器的功率微调整达到控制PBN坩埚内锥形温度梯度的控制，进行引晶并实现晶体放肩。放肩完成后，长体阶段通降低圆锥外围加热器的功率的大幅调整，增大晶体头部的温度梯度，进而实现对热散失途径的控制，实现微凸的晶体生长液面，达到长大直径长尺寸晶体的目的。
一种尺寸晶体生长单晶炉

[实用新型]一种炉体温度可调的冷壁单晶炉-CN201921569220.0有效
发明人：柴晓磊;高佑君;樊海强 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2019-09-20 - 公布日： 2020-05-26 - 主分类号： C30B29/42 文献下载
摘要：本实用新型涉及半导体材料制备技术领域，更具体而言，涉及一种炉体温度可调的冷壁单晶炉，该装置包括晶体生长装置与恒温冷壁炉，所述晶体生长装置设置在恒温冷壁炉内；通过对恒温冷壁炉温度与炉内压力的控制实现晶体生长特定温度场；采用恒温冷壁炉避免环境对晶体生长温场的影响后晶体单晶率获得提升，由60%提升到75%；采用恒温冷壁炉通过对炉内压力的控制避免了石英管的胀管与缩管等现象，实际砷压与设定砷压一直，晶体纵向均匀行得到提升；通过对降温程序的调控，退火周期由原来的140h缩短到116h。缩短了晶体生长周期，提高了经济效益。
一种体温可调冷壁单晶炉

[实用新型]一种单晶炉籽晶冷却杆-CN201920842291.7有效
发明人： 高佑君;王维林 -专利权人：山西华晶恒基新材料有限公司
申请日： 2019-06-05 - 公布日： 2020-05-12 - 主分类号： C30B29/20 文献下载
摘要：一种单晶炉籽晶冷却杆，包括冷却管，所述冷却管设置有进水口和出水口，所述冷却管包括相互套接的内冷套管和外冷套管，所述内冷套管、外冷套管各自设置进出水口，所述内冷套管设置有其相对于外冷套管的第一位移传感器，所述外冷套管设置有其相对于单晶炉的第二位移传感器。本实用新型通过增加一个活动的内冷套管，通过内、外冷套管相对位置的变化，避免了现有技术中只能被动接受整体的熔体温度梯度，实现了对籽晶及籽晶附近熔体温度梯度的调整，极大的提高了引晶效率和放肩效率，具有较大的经济效益。
一种单晶炉籽晶冷却

[发明专利]一种炉体温度可调的冷壁单晶炉及砷化镓晶体生长方法-CN201910891209.4在审
发明人：柴晓磊;高佑君;樊海强 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2019-09-20 - 公布日： 2019-12-13 - 主分类号： C30B29/42 文献下载
摘要：本发明涉及半导体材料制备技术领域，更具体而言，涉及一种炉体温度可调的冷壁单晶炉及砷化镓晶体生长方法，该装置包括晶体生长装置与恒温冷壁炉，所述晶体生长装置设置在恒温冷壁炉内；通过对恒温冷壁炉温度与炉内压力的控制实现晶体生长特定温度场；采用恒温冷壁炉避免环境对晶体生长温场的影响后晶体单晶率获得提升，由60%提升到75%；采用恒温冷壁炉通过对炉内压力的控制避免了石英管的胀管与缩管等现象，实际砷压与设定砷压一直，晶体纵向均匀行得到提升；通过对降温程序的调控，退火周期由原来的140h缩短到116h。缩短了晶体生长周期，提高了经济效益。
壁炉晶体生长晶体生长装置炉内压力砷压半导体材料晶体生长周期制备技术领域降温程序退火周期温度可调单晶炉砷化镓石英管温度场单晶冷壁炉体缩管温场胀管调控

[发明专利]一种大尺寸晶体生长单晶炉-CN201910944068.8在审
发明人： 高佑君;柴晓磊;樊海强 -专利权人：山西中科晶电信息材料有限公司
申请日： 2019-09-30 - 公布日： 2019-11-29 - 主分类号： C30B11/00 文献下载
摘要：本发明涉及半导体制备装置领域，更具体而言，涉及一种大尺寸晶体生长单晶炉，包括PBN坩埚、石英管、加热器，其中加热器包括底部加热器和侧壁加热器；通过坩埚底部玻璃棒提供热流失通道；通过多组加热器实现对炉芯及坩埚炉、石英管的热辐射加热，多组加热器独立运作，实现不同部位不同温度的加热；通过底部加热器温度调整，控制晶体的引晶及放肩过程。晶体生长引晶阶段通过对螺旋加热器的功率微调整达到控制PBN坩埚内锥形温度梯度的控制，进行引晶并实现晶体放肩。放肩完成后，长体阶段通降低圆锥外围加热器的功率的大幅调整，增大晶体头部的温度梯度，进而实现对热散失途径的控制，实现微凸的晶体生长液面，达到长大直径长尺寸晶体的目的。
加热器放肩引晶底部加热器晶体生长温度梯度石英管加热半导体制备装置大尺寸晶体生长玻璃棒侧壁加热器螺旋加热器尺寸晶体独立运作控制晶体温度调整单晶炉内锥形热辐射热流失热散失微调整坩埚炉圆锥长体炉芯微凸液面坩埚外围

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