（已批）水平砷化镓单晶材料产业化项目立项可行性分析报告（存档）

郑总具有多年经营管理经验，对企业发展和市场把握有着敏锐眼光和长远战略，公司在他带领下，通过质量管理体系认证，企业获得河北省高新技术企业证书，产品获得高新技术产品证书，国瑞公司近几年销售收入总资产出口创汇呈现迅猛增长，年公司出口创汇万美元，占公司销售收入多。

企业新产品研发能力及内部管理体系研发能力强是本单位固有优势，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单晶研究，年底研制成功国内第根水平单晶，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，作为国家半导体材料工程化面积约平方米，建有生产车间生产车间加工车间，拥有砷化镓单晶炉纯水供应设备线切割机等生产设备，各种辅助设施齐全，原材料主要来自国内，供应渠道稳定，具备进步产业化基础。

第八章项目实施进度计划第阶段进步稳定完善现有工艺技术，适当扩大生产规模。

使单晶生长长度由目前增加到。

加强对现有员工和新员工技术培训，完成质量体系复审认证。

第二阶段在进步综合优化现有工艺技术基础上，使单晶成品率由现在增加到。

。

使单晶成品率由现在增加到。

以进步提高产品性价比从而增强其竞争力。

第三阶段整理各种资料，作好项目技术总结报请项目验收。

象。

这为本项目顺利实施提供了制度上保障。

第二章技术可行性分析项目技术路线工艺设备合理性和成熟性关键技术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装管脱氧封管多晶合成约小时多晶清洁处理封管余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合理性和成熟性自行设计单晶生长系统本项目研发生产采用自行设计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，选用精密温控仪表欧陆智能式温控仪和机械传动系统双向导轨和同步进电机带动精密丝杠组合，可保证在长达天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。

采用优质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目录第章概述项目提出背景技术开发状况现有产业规模项目产品主要用途性能投资必要性预期经济效益本企业实施该项目优势第二章技术可行性分析项目技术路线工艺设备合理性和成熟性关键技术先进性产品技术性能水平与国内外同类产品比较项目承担单位在实施本项目中优势第三章项目成熟程度产品检测鉴定及用户使用情况产品质量价格性能等情况核心技术知识产权情况第四章市场需求情况和风险分析国内市场需求分析核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传，国际市场状况及本项目产品市场占有情况风险因素及对策分析第五章投资估算及资金筹措项目投资估算资金筹措方案投资使用计划第六章经济和社会效益分析未来五年生产成本销售收入估算财务分析不确定性分析财务分析结论社会效益分析第七章综合实力和产业基础企业员工构成企业负责人情况企业新产品研发能力及内部管理体系企业从事该产品生产条件产业基础第八章项目实施进度计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致，所切晶片上载流子浓度会形成浓度梯度，即得不到均匀分布，这会对在晶片上生长外延材料及器件成品率和性能造成不良影响。

角度不致还有可能在晶体内部出现热应力而导致晶体完整性差，使增大，从而降低成品率。

国内外在水平单晶研究开发中，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，无法得到所需要偏角。

管状加热炉除了无法得到所需偏角以外，还很难调制固液界面本身平坦度，由于砷化镓热导率相对较低，在采用管状加热炉情况下固液界面四周热环境是固定，无法变动，加上热辐射和固液界面结晶潜热难以导出，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，或使晶体增大，降低成品率。

在单晶生长理论中，理想固液界面形状应为平坦或略为凸向熔体，做到这点，加热体设计和制造非常关键。

加热体是单晶生长核心，对单晶生长影响非常大，是决定单晶生长成功与否关键因素之。

该产品设计和制造是布，又可抑制生长过程中污染。

污染是由于舟石英管都是石英即材料易于使并入熔体和单晶中。

抑制污染机理是在合成和晶体生长中，高温区发生熔体中与石英反应分别表示液固气相。

反应使进入，反应使部分与反应生成气相逸出，二者差值，造成中并入。

高温区气相扩散到中温区发生如下反应反应消耗了，使反应向右继续进行，加剧了向中并入。

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。

我们对多段炉设计，各段炉温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相对移动速度是另个重要技术参数因为熔体结晶快慢与结晶潜热产生，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，兼顾了采用合适结晶速度这重要参数。

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控制是提高成品率关键技术。

在水平单晶生长过程中，无法完全按器件制造所要求晶向生长，即晶体生长方向与晶片晶向有定夹角，这导致了水平单晶切片，般都要斜切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定角度。

因为杂质主要是掺杂剂分凝是以固液界面为界线，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致，所切晶片上载流子浓度会形成浓度梯度，即得不到均匀分布，这会对在晶片上生长外延材料及器件成品率和性能造成不良影响。

角度不致还有可能在晶体内部出现热应力而导致晶体完整性差，使增大，从而降低成品率。

国内外在水平单晶研究开发中，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，无法得到所需要偏角。

管状加热炉除了无法得到所需偏角以外，还很难调制固液界面本身平坦度，由于砷化镓热导率相对较低，在采用管状加热炉情况下固液界面四周热环境是固定，无法变动，加上热辐射和固液界面结晶潜热难以导出，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，或使晶体增大，降低成品率。

在单晶生长理论中，理想固液界面形状应为平坦或略为凸向熔体，做到这点，加热体设计和制造非常关键。

加热体是单晶生长核心，对单晶生长影响非常大，是决定单晶生长成功与否关键因素之。

该产品设计和制造是本公司多年科研结晶。

本公司在炉体结构设计保温层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夹角，使其与所切割晶片方向致，并与单晶生长方向之间夹角致。

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合形成所需温度分布，也要经过反复实验研究不断优化。

经过几年开发，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科技成果鉴定，鉴定结论为该项目利用本单位独创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产业化，达到了预期目标。

该项目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比较单晶产品产品形式有单晶锭和单晶片两种，主要有型掺单晶和型掺单晶两种，主要用于包括红外和高分别表示液固气相。

反应使进入，反应使部分与反应生成气相逸出，二者差值，造成中并入。

高温区气相扩散到中温区发生如下反应行了该产品研究开发工作，目前该产品技术已基本成熟，关键问题已经解决，产品于年月通过了中国有色金属工业协会组织科技成果鉴定，鉴定结果为该项目技术产品质量均达到国际先进水平，同类商品国际市场占有率接近。

随着在各个应用领域用量大幅度增长，本项目产品市场越来越广阔。

为进步满足不断增长国内外市场对该产品需求，本企业计划投资扩大生产规模，增加产量，提高市场占有率，实现产品产业化。

预期经济效益本项目年达产，达产期年销售收入万元，年净利润万元，上缴利税万元，利税率达到。

本企业实施该项目优势技术优势项目承担单位国瑞公司前身是北京有色金属研究总院化合物半导体材料研究室，从年就开始水平单晶研究，已有多年研究开发经验，拥有支由该领域知名专家教授及长期从事该项目研究高工组成研发队伍，这支队伍对该项目产品拥有绝对技术优势。

该项目技术路线设计合理，关键技术已经突破，其余技术完全能够实现，项目产品目前已通过权威部门检测和鉴定，鉴定结果为国际先进。

项目目前已有部分产品销售国内外，用户中包括日本住友电工公司韩国公司等世界知名企业和中科镓英公司等国内用户，对该产品用户致反映良好。

营销优势公司位于廊坊市经济技术开发区，拥有水平生产厂房，公司研发基地在北京有研总院。

公司在水平生产技术方面处于国际先进水平，公司是国内唯批量生产水平晶片晶片企业。

公司成立了由具有多年水平研究开发经验专业人员组成销售队伍，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公司等世界知名企业应用。

日本住友电工集团向对外来产品要