晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心

晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心依託西安工業大學,是根據國家發展改革委關於組織申報《國家地方聯合工程研究中心項目方案的通知》(發改辦高技[2009]1040號檔案)精神,於2009年6月開始組織申報,近期被國家發展改革委批准掛牌的設立。工程中心按照《國家工程研究中心管理辦法》進行管理和運行。
晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心具體概況如下:
工程研究中心的發展戰略
晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心將以承擔國家項目及成果的產業化為契機,以大尺寸晶體生長設備中的關鍵基礎研究和技術開發為重點,注重研究成果的產業化轉化,將具有自主智慧財產權、高自動化水平、高可靠性的大直徑單晶爐推向市場,在企業獲得市場回報的同時,得到一定的經濟回報和研發資金,積累和沉澱技術,進一步研發更大直徑,更高技術含量的單晶爐和其他晶體生長設備。完善管理制度、培養和穩定研發隊伍、加強技術交流、爭取國家重大項目的支持,逐步成為國內領先的晶體生長設備研發基地,成為國家級示範工程研究中心。
擁有一批晶體生長技術科研成果
工程研究中心自成立以來,在單晶爐設計、重要參量監測等方面已獲得授權專利19項,受理專利7項,承擔的晶體生長設備製造技術橫向和縱向課題超過400項,形成並掌握了具有自主智慧財產權的晶體生長設備製造技術,並且根據多年來形成的企業標準起草兩部機械工業行業標準:單晶爐TDR系列直拉法單晶爐(JB/T10439-2004)和高壓晶體爐TDR系列液封直拉法晶體爐(JB/T10789-2007),兩部均列入國家標準計畫:計畫號20076841-7-604單晶爐基本技術條件和計畫號20076850-7-604高壓晶體爐基本技術條件,獲國家級獎勵2項、省部級獎勵19項、廳局級獎勵16項。工程研究中心接待來訪研究和行業專家200餘人次,為企業培訓技術人員超過150人次。培育大批專業技術人才和技術工人,為行業發展提供人才資源,中心畢業的相關專業博士碩士生200餘人。
晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心擁有優秀的科技開發隊伍
工程研究中心與西安理工晶體科技有限公司(原西安理工大學工廠)密切結合,面向國家和地方經濟的需求開展技術合作和套用研究。經過十餘年的不懈努力,目前已經形成了矽單晶和光學晶體生長設備、晶體生長工藝與自動控制技術研究、積體電路和超快光電導開關套用等多個特色鮮明、成效顯著的研究方向,並形成了一支多學科融合高水平研究隊伍。其中:教授15人,副教授17人,具有博士學位研究人員25人。研究隊伍老中青結合,綜合多學科力量,研發能力強。
擁有良好的基礎設施和產業化條件
晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心自主研製生產的TDR150型單晶爐技術已經轉化為TDR100,TDR90型單晶爐投放太陽能用單晶爐市場,TDR90型單晶爐已由西安理工晶體科技有限公司生產銷售70餘台(套)。TDR100型矽單晶爐已銷往芬蘭OKMETIC電子公司並投入使用。TDR90型矽單晶爐的先進技術系統移植到TDR80型單晶爐,改善了系統性能獲得了用戶認可。十年來,以該中心為依託的西安理工晶體科技有限公司生產各類晶體生長設備2000多台套,工程研究中心已具備國內外先進水平、市場前景好的成果進入中試和實現產業化的能力。
2007年5月,自主研發的國內首台TDR-150型單晶爐通過國家科技部組織的驗收,專家一致認為該產品填補了國內空白,形成多項具有自主智慧財產權的專利技術,在國內單晶爐行業具有領先水平。2007年12月,TDR100型矽單晶爐通過美國套用材料公司的驗收並整體達到歐洲CE認證並已銷往芬蘭OKMETIC電子公司,打開了國產單晶爐進入歐洲市場大門。2008年5月,多芯矽芯爐通過省級技術鑑定並已定型生產,目前已占據國內多晶矽行業80%的市場份額。
晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心的研究開發方向
工程研究中心圍繞各類晶體生長設備、工藝和控制技術的系統集成展開研究,主要發展方向如下:
1.1矽單晶爐的設計、控制系統集成技術和工藝試驗研究:結合西安理工大學承擔的重大專項任務,研究大尺寸滿足半導體用矽單晶要求的工藝和控制技術,使得矽單晶的直徑不斷增大。
1.2研製開發矽單晶爐用磁場:通過對磁場的機理進行分析、試驗,設計矽單晶爐用磁場,滿足晶體生長設備對磁場相關性能指標的要求,掌握與磁場拉相關的關鍵工藝技術。並通過成果的轉化向國內相關企業推廣矽單晶爐用磁場,使MCZ法矽單晶爐逐步成為市場的主流。
1.3太陽能用晶體生長設備的研究開發:將半導體用單晶爐的先進技術向太陽能用單晶爐轉移,並將先進的工藝和控制技術適當簡化,提高太陽能用單晶爐的生產效率和減低能耗,進一步降低太陽能電池生產成本,為太陽能發電的成本降低和普及推廣提供相關技術保障。
1.4研究開發晶體生長設備的過程監測及全自動控制系統:通過有效控制手段使目前的依靠人為經驗的拉晶工藝逐步向全自動智慧型控制方式轉變。
1.5針對SiC等半導體材料,進行生長設備和工藝研究,推動晶體生長設備的關鍵技術研究和生產。
1.6多晶澆注爐、矽芯爐等其他晶體生長設備和工藝控制技術研究。
晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心的主要任務
工程中心具體的任務如下:
2.1建成12″矽單晶爐中試基地並進行產業化生產;
2.2建成有關晶體生長設備熱系統和生長工藝的試驗基地;
2.3把設備和工藝相結合,建立單晶爐模型和整體參數測試平台;
2.4積極承擔國家科技攻關任務;
2.5瞄準國際領先水平,研發新爐型,開拓國際市場,提高企業技術創新能力;
2.6培養晶體生長設備研發和成果轉化的相關技術和管理人才。
晶體生長設備及系統集成國家地方聯合工程研究中心總體目標:培養具有一流技術創新能力的多學科結合研發隊伍,掌握晶體生長設備相關領域領先技術,提供完善技術方案解決領域內的技術難題,建成相關科技成果轉化的工程化試驗基地和產學研結合科研平台,推動晶體生長設備行業技術進步。集成多學科交叉的優勢,建成國內晶體生長研發領域的國際學術交流、科研合作的開放式科學研究平台。

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