CN111705362A - 一种用于制备光子晶体的方法 - Google Patents
一种用于制备光子晶体的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111705362A CN111705362A CN202010555875.3A CN202010555875A CN111705362A CN 111705362 A CN111705362 A CN 111705362A CN 202010555875 A CN202010555875 A CN 202010555875A CN 111705362 A CN111705362 A CN 111705362A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon carbide
- heating device
- photonic crystal
- pot bottom
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 65
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 238000004927 wastewater treatment sludge Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光子晶体的制备方法，所述制备方法包括：在加热装置内从底部向上依次为锅底、带孔挡板、碳化硅籽晶以及散热器；对所述加热装置锅底内放置的碳化硅原料加热，使得所述碳化硅原料气化后经过所述带孔挡板后，在所述碳化硅籽晶的下表面形成液态碳化硅，不断循环，从而形成碳化硅光子晶体。本发明光子晶体的制备方法该对设备要求低，工艺步骤少，产生的废弃物少，工艺简单，制备的光子晶体表面无多晶和杂质，成品率高。
Description
技术领域
本发明涉及光子晶体技术领域，具体涉及一种用于制备光子晶体的方法。
背景技术
目前广泛应用的是光学曝光平面技术，是集成电路的关键技术之一，在整个产品制造中是重要的经济影响因子，但是，应用这种技术的成本非常之高，光刻成本占据了整个制造成本的35％，仅就设备而言，建立一条先进的集成电路芯片加工生产线需要耗资10亿美元以上。购买一台先进的电子束曝光机需要数百万美元。另外，这些技术的加工效率也比较低，导致单位器件的成本非常高。
Fan等人从理论上计算出可以利用光子晶体提高LED的出光效率[HighExtraction Efficiency of Spontaneous Emission from Slabs of PhotonicCrystals.Shanhui Fan，Pierre R.Villeneuve，and J.D.Joannopoulos.Phys.Rev.Lett.78，3294-3297(1997)]。2003年日本松下公司率先将光子晶体运用到蓝色LED(发光二极管)，使得发光效率提高了1.5倍，而理论计算表明进一步改进工艺后效率可以提高3倍。所以光子晶体在LEB领域的应用具有广泛的前景。
目前制备光子晶体的方法主要是传统的EBL，其制作成本高，效率低，另外，在光刻工艺过程中还会产生对环境造成影响的因素：废水：包括含氟废水、含氨废水、酸碱废水、CMP废水；废气：包括酸性废气、碱性废气、有机废气和工艺尾气；固体废物及废液：包括废水处理污泥、光刻胶废液、有机溶剂废液、废酸等。亟待研发一种新的制备光子晶体的方法。
发明内容
为此，本发明提供一种光子晶体的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光子晶体的制备方法，所述制备方法包括：在加热装置内从底部向上依次为锅底、带孔挡板、碳化硅籽晶以及散热器；
对所述加热装置锅底内放置的碳化硅原料加热，使得所述碳化硅原料气化后经过所述带孔挡板后，在所述碳化硅籽晶的下表面形成液态碳化硅，不断循环，从而形成碳化硅光子晶体。
本发明的一个实施例中，所述加热装置加热前，使其内部的压力不大于10pa，然后通入氩气，加热后，使所述加热装置内部压力保持5kpa-80kpa。
本发明的一个实施例中，所述加热装置锅底内加热温度为1900℃-2200℃。
本发明的一个实施例中，所述锅底内加热的时间为20h以上。
本发明的一个实施例中，所述散热器可将所述碳化硅籽晶下表面与锅底上表面之间形成50-500℃的温差。
本发明的一个实施例中，所述碳化硅光子晶体的形成时间为3-10天。
本发明的一个实施例中，所述加热装置采用石墨材质制成。
本发明的一个实施例中，所述散热器采用石墨材质制成。
本发明的一个实施例中，所述带孔挡板上至少设有两圈通孔，每个通孔的直径为6-40mm。
本发明具有如下优点：
本发明光子晶体的制备方法该对设备要求低，工艺步骤少，产生的废弃物少，工艺简单，制备的光子晶体表面无多晶和杂质，成品率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明提供的本发明光子晶体的制备方法制备的碳化硅晶体的结构示意图；
图2为本发明提供的于制备光子晶体的加热装置的结构示意图；
图中：1-散热器；2-碳化硅籽晶；3-碳化硅晶体；4-带孔挡板；41-通孔；5-碳化硅原料；6-加热装置。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种光子晶体的制备方法，该制备方法包括：在加热装置内从底部向上依次为锅底、带孔挡板、碳化硅籽晶以及散热器，加热装置和散热器均采用石墨材质制成。带孔挡板为圆柱形带孔挡板，带孔挡板上沿着圆柱形挡板的圆周方向上，设置至少两圈通孔，每个通孔的直径大小为6-40mm。
对加热装置锅底内放置的碳化硅原料加热，加热装置加热前，使其内部的压力不大于10pa，然后通入氩气，加热后，使所述加热装置的内部压力保持5kpa-80kpa。加热装置锅底内加热温度为1900℃，锅底内加热的时间为20h以上。使得碳化硅原料气化后经过带孔挡板后，散热器可将碳化硅籽晶下表面与锅底的上表面之间形成50-500℃的温差。这样，在碳化硅籽晶的下表面形成液态碳化硅，不断循环，碳化硅光子晶体的形成时间为3天，从而形成碳化硅光子晶体。
实施例2
本发明提供一种光子晶体的制备方法，该制备方法包括：在加热装置内从底部向上依次为锅底、带孔挡板、碳化硅籽晶以及散热器，加热装置和散热器均采用石墨材质制成。带孔挡板为圆柱形带孔挡板，带孔挡板上沿着圆柱形挡板的圆周方向上，设置至少两圈通孔，每个通孔的直径大小为6-40mm。
对加热装置锅底内放置的碳化硅原料加热，加热装置加热前，使其内部的压力不大于10pa，然后通入氩气，加热后，使加热装置内部压力保持50kpa。加热装置锅底内加热温度为2000℃，锅底内加热的时间为20h以上。使得碳化硅原料气化后经过带孔挡板后，散热器可将碳化硅籽晶下表面与锅底的上表面之间形成50-500℃的温差。这样，在碳化硅籽晶的下表面形成液态碳化硅，不断循环，碳化硅光子晶体的形成时间为8天，从而形成碳化硅光子晶体。
实施例3
本发明提供一种光子晶体的制备方法，该制备方法包括：在加热装置内从底部向上依次为锅底、带孔挡板、碳化硅籽晶以及散热器，加热装置和散热器均采用石墨材质制成。带孔挡板为圆柱形带孔挡板，带孔挡板上沿着圆柱形挡板的圆周方向上，设置至少两圈通孔，每个通孔的直径大小为6-40mm。
对加热装置锅底内放置的碳化硅原料加热，加热装置加热前，使其内部的压力不大于10pa，然后通入氩气，加热后，使加热装置的内部压力保持80kpa。加热装置锅底内加热温度为2200℃，锅底内加热的时间为20h以上。使得碳化硅原料气化后经过带孔挡板后，散热器可将碳化硅籽晶下表面与锅底的上表面之间形成50-500℃的温差。这样，在碳化硅籽晶的下表面形成液态碳化硅，不断循环，碳化硅光子晶体的形成时间为10天，从而形成碳化硅光子晶体。
如图1所示，本实施例制备的碳化硅光子晶体，其厚度为20mm，大小为2-4英寸，表面无多晶和杂质。
实施例4
如图2所示，本实施例还提供一种用于制备光子晶体的加热装置6，该加热装置6整体呈内部为空腔圆柱体，在所述加热装置6内从底部向上，依次设有加热锅底、碳化硅原料5置于锅底内，位于所述加热锅底上部的带孔挡板4，带孔挡板4上设有通孔41以及位于所述带孔挡板4上部的碳化硅籽晶2，在碳化硅籽晶上会形成碳化硅晶体3，在碳化硅籽晶2上部紧密连接有散热器1，所述散热器1与所述加热装置6形成一体结构。
进一步，在所述加热装置6还包括真空泵，所述真空泵与所述空腔圆柱体连接。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种光子晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在加热装置内从底部向上依次为锅底、带孔挡板、碳化硅籽晶以及散热器；
对所述加热装置锅底内放置的碳化硅原料加热，使得所述碳化硅原料气化后经过所述带孔挡板后，在所述碳化硅籽晶的下表面形成液态碳化硅，不断循环，从而形成碳化硅光子晶体。
2.如权利要求1所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述加热装置加热前，使其内部的压力不大于10pa，然后通入氩气，加热后，使所述加热装置内部压力保持5kpa-80kpa。
3.如权利要求1所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述加热装置锅底内加热温度为1900℃-2200℃。
4.如权利要求3所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述锅底内加热的时间为20h以上。
5.如权利要求1所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述散热器可将所述碳化硅籽晶下表面与锅底上表面之间形成50-500℃的温差。
6.如权利要求1所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述碳化硅光子晶体的形成时间为3-10天。
7.如权利要求1所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述加热装置采用石墨材质制成。
8.如权利要求1所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述散热器采用石墨材质制成。
9.如权利要求1所述的光子晶体的制备方法，其特征在于，
所述带孔挡板上至少设有两圈通孔，每个通孔的直径为6-40mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010555875.3A CN111705362A (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种用于制备光子晶体的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010555875.3A CN111705362A (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种用于制备光子晶体的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111705362A true CN111705362A (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=72541391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010555875.3A Pending CN111705362A (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种用于制备光子晶体的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111705362A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999014405A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-25 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Procede et appareil permettant de produire un cristal unique de carbure de silicium |
| US6336971B1 (en) * | 1997-09-12 | 2002-01-08 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal |
| JP2009280431A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Bridgestone Corp | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
| CN102534763A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-04 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种物理气相沉积法生长大尺寸碳化硅单晶的石墨坩埚及其应用 |
-
2020
- 2020-06-17 CN CN202010555875.3A patent/CN111705362A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999014405A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-25 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Procede et appareil permettant de produire un cristal unique de carbure de silicium |
| US6336971B1 (en) * | 1997-09-12 | 2002-01-08 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal |
| JP2009280431A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Bridgestone Corp | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
| CN102534763A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-04 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种物理气相沉积法生长大尺寸碳化硅单晶的石墨坩埚及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3577285A (en) | Method for epitaxially growing silicon carbide onto a crystalline substrate | |
| EP1807558A2 (en) | 100 mm silicon carbide wafer with low micropipe density | |
| ATE115334T1 (de) | Polykristallines cvd-diamantsubstrat für epitaktisches aufwachsen von einkristallhalbleitern. | |
| CN101952490A (zh) | 层叠体及其制造方法 | |
| KR102612629B1 (ko) | 펠리클 및 펠리클의 제조 방법 | |
| CN106688112B (zh) | 衬底结构、其形成方法以及使用其制造氮化物半导体的方法 | |
| CN105845798A (zh) | 无翘曲ⅲ族氮化物复合衬底的制备方法和衬底放置装置 | |
| US4780174A (en) | Dislocation-free epitaxial growth in radio-frequency heating reactor | |
| JPH1129397A (ja) | 単結晶ＳｉＣおよびその製造方法 | |
| US6214427B1 (en) | Method of making an electronic device having a single crystal substrate formed by solid state crystal conversion | |
| CN111705362A (zh) | 一种用于制备光子晶体的方法 | |
| CN106601881B (zh) | ZnO导电协变衬底垂直结构型GaN紫外LED | |
| JP2008290895A (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法 | |
| CN103857835B (zh) | 半导体晶片的制造方法和半导体晶片 | |
| CN102760794A (zh) | 一种低应力的氮化镓外延层的制备方法 | |
| JP2820024B2 (ja) | シリコン半導体素子製造用基板の製造方法 | |
| US5290392A (en) | Single crystal diamond wafer fabrication | |
| KR100288473B1 (ko) | 단결정탄화규소 및 그 제조방법 | |
| US3698947A (en) | Process for forming monocrystalline and poly | |
| CN107845569A (zh) | 一种复合衬底及其制备方法 | |
| US3306788A (en) | Method of masking making semiconductor and etching beneath mask | |
| US6916373B2 (en) | Semiconductor manufacturing method | |
| DE112021006680T5 (de) | Herstellungsvorrichtung eines sic-epitaxiewafers und herstellungsverfahren des sic-epitaxiewafers | |
| JP4216491B2 (ja) | α−ＳｉＣウェハの製造方法 | |
| JPS61194826A (ja) | 半導体製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200925 |