一种用于晶体生长的垂直管式炉设备及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于晶体生长的垂直管式炉设备及其使用方法。该晶体生长炉系统包括套管、提拉装置和哑铃式生长安瓿；在加热元件的作用下使该晶体生长炉系统从上到下分低温区、梯度区和高温区三个温区。本发明的晶体生长方向与重力方向一致，对晶体中密度较大的杂质具有很好的排出效果，减少了杂质的聚集和沉淀，所生长晶体均匀性好，无杂质条纹。
【专利说明】—种用于晶体生长的垂直管式炉设备及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种晶体生长技术，具体涉及一种用于晶体生长的垂直管式炉设备及其使用方法。
【背景技术】
[0002]利用布里奇曼法(Bridgman)进行晶体生长是近年来人们在探索新型半导体晶体材料生长方法初期所广泛采用的方法。该方法主要有以下优点:一是利用该方法进行晶体生长可无需籽晶的引导，而是根据晶体生长的几何淘汰机制自行淘汰出具有生长优势的籽晶，这在实验初期缺少籽晶的情况下显得尤为重要；二是该方法工艺简单，比较容易控制，对生长炉的要求也不是很高，通常情况下，自行设计的管式电阻炉只需满足晶体生长所需的温场要求，就可以用于布里奇曼法晶体生长，且在晶体生长过程中，只需控制好安瓿或温场移动的速率；三是该方法采用的封闭安瓿系统，使晶体生长不容易受到外界环境的污染，有利于高品质晶体的生长；四是通用性强。因此，通过对该方法的适当改进，可大大拓展该方法的适用范围，改善晶体质量。
[0003]目前，人们通过对传统布里奇曼生长法进行改进，形成了一系列形式各样的生长方法。其中较典型的有垂直坩埚下降法(VB)，水平坩埚移动法(HB)，垂直温度梯度冷凝法(VGF)和水平温度梯度冷凝法(HGF)。垂直坩埚下降法(VB法)是先将多晶料装在一个下端带有籽晶袋的封闭安瓿中，生长前安瓿及其内部的多晶料处于高温区，多晶料在高温下熔融，然后使熔体随安瓿一起从高温区经过梯度区下降到低温区，在下降的过程中，熔体从底部籽晶袋开始结晶并逐渐往上生长，待固液界面穿过整个熔体之后，开始降温，晶体生长结束。水平坩埚移动法(HB)跟垂直坩埚下降法(VB) —样，都是将坩埚移动使熔体从高温区依次通过梯度区进行晶体生长，但不同的是该方法的坩埚是采用水平方法移动，生长炉的温场设置也采用水平的方式。另外在VB和HB两种方法中还衍射出了另外一种方法，那就是安瓿不动，通过移动炉子的方法来达到同样的目的，其生长机理与VB和HB —样。VGF和HGF是固定安瓿和炉子不动，采用各温区逐次降温的方式进行生长，该方法的优点是安瓿和生长炉固定不懂，避免机械运动带来的干扰，但是这两种方法需要具备多温区单独控温的生长炉，对生长炉和降温工艺的要求比较高。
[0004]但是，各个生长方法对提纯的效果尤其是杂质含量较多时的效果却不一样。VB和VGF都是自下向上生长，其生长方向与重力方向相反，因此对一些密度小于熔体密度的杂质比较容易排出。对一些密度大于熔体密度的杂质虽然也有一定的排出功效，但如果这类杂质浓度过高或是在生长过程中逐渐聚集形成一些第二相沉淀物，则很难被排出，从而在晶体内部形成生长条纹或包裹体，严重影响晶体的质量。HB和HGF则对密度大于熔体和小于熔体的杂质都有较好的排出效果，但在杂质密度较大的情况下，仍然难以达到理想的效果，使得所生长晶体尾部的质量都比较差。
【发明内容】
[0005][要解决的技术问题]
[0006]本发明的目的是为了能够更好地排出组分中的高密度杂质，提供了一种用于晶体生长的垂直管式炉设备及其使用方法，解决了传统方法进行晶体生长时对高密度杂质排出不彻底的问题。该方法大大拓宽了垂直布里奇曼法生长晶体的适用范围，为高品质晶体的生长提供新的解决方案。
[0007][技术方案]
[0008]为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案:
[0009]为了能够更好地排出组分中的高密度杂质，本发明设计了一种至上而下的生长方法，即生长方向与重力方向一致。这样即使存在杂质的聚集和沉淀，由于受重力向下的作用，也不需要很大的驱动力就能够将杂质排出晶体之外。本发明采用一种哑铃式的生长安瓿设计方法，用以解决传统生长安瓿，由于籽晶袋处于安瓿的上端，难以使熔体填满籽晶袋进行淘汰成核的问题。
[0010]一种用于晶体生长的垂直管式炉设备，它包括套管、提拉装置和生长安瓿，所述套管内壁覆盖一层炉内保温层，所述炉内保温层内嵌入加热元，并且加热元靠近炉内保温层内壁，所述加热元形成一层加热元件；所述生长安瓿与提拉装置通过牵引线连接，生长安瓿在提拉装置的牵引下在套管内上下运动，其特征在于所述生长安瓿由挂钩、上放肩区、下放肩区、安瓿的上半区、安瓿的下半区和籽晶袋组成，所述的挂钩置于安瓿的上半区顶部并连接牵引线使生长安瓿与提拉装置连接；所述的籽晶袋在安瓿的上半区和安瓿的下半区之间，并通过上放肩区与安瓿的上半区连接，通过下放肩区与安瓿的下半区连接；所述安瓿的上半区柱内径和安瓿的下半区柱内径相同，且大于籽晶袋的柱内径；整个生长安瓿形似哑铃；所述加热元件使生长炉内从上至下分为低温区，梯度区和高温区三个温。
[0011]根据本发明的一个优选实施方式，所述的加热元为静止的加热元。
[0012]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的安瓿的上半区柱内径和安瓿的下半区柱内径，与生长晶体的预期直径相当。
[0013]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的上放肩区的柱内径从与安瓿的上半区的柱内径一样大小逐渐减小到与籽晶袋的柱内径一样大小；所述的下放肩区的柱内径从与籽晶袋的柱内径一样大小逐渐扩大到与安瓿的下半区的柱内径一样大小。
[0014]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的低温区位于生长炉上半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域的温度低于生长晶体的熔点。
[0015]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的梯度区位于生长炉中部，连接低温区和高温区之间的区域，该区域内的温度从上到下呈逐渐升高的趋势。
[0016]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的高温区位于生长炉下半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域高温区的温度高于生长晶体的熔点。
[0017]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的生长安瓿由高纯石英或热解氮化硼制备而成。
[0018]一种用于晶体生长的垂直管式炉设备的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0019]首先，将多晶料装于生长安瓿中并抽真空封结；
[0020]然后，将装有多晶料的生长安瓿通过牵引线和提拉装置放入套管内，使安瓿的下半区、下放肩区和籽晶袋位于高温区，安瓿的上半区的下端置于梯度区高于生长晶体的熔点的位置，安瓿的上半区的上端处于低温区；
[0021]其次，设定温场曲线，对晶体生长炉进行升温，使多晶料熔化；
[0022]接着，待多晶料完全熔化后，保温一段时间，然后开启提拉装置，将生长安瓿缓慢向上提升，晶体开始生长，待安瓿的下半区、下放肩区和籽晶袋都通过梯度区并进入低温区后，停止提拉，晶体生长结束；
[0023]最后，对晶体生长炉炉体进行降温，取出晶体。
[0024]下面将详细地说明本发明。
[0025]一种用于晶体生长的垂直管式炉设备，它包括套管、提拉装置和生长安瓿，所述套管内壁覆盖一层炉内保温层，所述炉内保温层内嵌入加热元，并且加热元靠近炉内保温层内壁，所述加热元形成一层加热元件；所述生长安瓿与提拉装置通过牵引线连接，生长安瓿在提拉装置的牵引下在套管内上下运动，其特征在于所述生长安瓿由挂钩、上放肩区、下放肩区、安瓿的上半区、安瓿的下半区和籽晶袋组成，所述的挂钩置于安瓿的上半区顶部并连接牵引线使生长安瓿与提拉装置连接；所述的籽晶袋在安瓿的上半区和安瓿的下半区之间，并通过上放肩区与安瓿的上半区连接，通过下放肩区与安瓿的下半区连接；所述安瓿的上半区柱内径和安瓿的下半区柱内径相同，且大于籽晶袋的柱内径；整个生长安瓿形似哑铃；所述加热元件使生长炉内从上至下分为低温区，梯度区和高温区三个温。本发明采用加热元件进行多段加热控制，各段呈上下垂直分布，并根据所生长晶体的需要进行调节。
[0026]根据本发明的一个优选实施方式，所述的加热元为静止的加热元。
[0027]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的安瓿的上半区柱内径和安瓿的下半区柱内径，与生长晶体的预期直径相当。由于多晶料熔化前所占空间较大，安瓿的下半区和籽晶袋区无法完全装下，因此，需要一个安瓿的上半区来装剩余的多晶料。安瓿的下半区底部采用封闭设计。该区域的作用是承载熔化后的多晶熔体和所生长的晶体。
[0028]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的上放肩区的柱内径从与安瓿的上半区的柱内径一样大小逐渐减小到与籽晶袋的柱内径一样大小；所述的下放肩区的柱内径从与籽晶袋的柱内径一样大小逐渐扩大到与安瓿的下半区的柱内径一样大小。本发明的籽晶袋区域的主要作用是在生长时通过几何淘汰机制将其内部的多个晶核淘汰成一个晶核作为后续生长的籽晶。
[0029]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的低温区位于生长炉上半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域的温度低于生长晶体的熔点。
[0030]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的梯度区位于生长炉中部，连接低温区和高温区之间的区域，该区域内的温度从上到下呈逐渐升高的趋势。
[0031]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的高温区位于生长炉下半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域高温区的温度高于生长晶体的熔点。
[0032]晶体的结晶过程是在温度梯度区内完成的，维持一个稳定的温度梯度是晶体生长过程中温度控制的关键。从维持平面结晶界面的角度考虑，温度梯度应该较大，但过大的温度梯度可能导致晶体中出现较大的应力，对晶体结晶质量的控制不利。同时，过大的温度梯度也会带来温度控制技术上的困难。因此，实际温度梯度应针对具体的晶体材料，综合多个因素确定。
[0033]根据本发明的另一个优选实施方式，所述的生长安瓿由高纯石英或热解氮化硼制备而成。
[0034]生长安瓿是直接与所生长的晶体及其熔体接触的，并且对晶体生长过程的传热特性具有重要的影响。因此，生长安瓿材料的选择是晶体生长过程能否实现以及晶体结晶质量优劣的控制因素之一。生长安瓿材料的选择是由所生长的晶体及其在熔融状态下的性质决定的。所选的材料要有较高的化学稳定性，不与晶体或熔体发生化学反应；具有足够高的纯度，不会在晶体生长过程中释放出对晶体有害的杂质、污染晶体材料，或与晶体发生粘接；具有较高的熔点和高温强度，在晶体生长温度下仍保持足够高的强度，并且在高温下不会发生分解、氧化等；具有一定的导热能力，便于在高温区对熔体加热或在低温区进行晶体的冷却；但导热能力过强对晶体生长是不利的；具有可加工性，便于根据晶体生长的需要加工成不同的形状；具有与晶体材料匹配的热膨胀特性，不会在晶体生长过程中对晶体形成较大的压应力，并在晶体生长结束后易于取出。
[0035]一种用于晶体生长的垂直管式炉设备的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0036]首先，将多晶料装于生长安瓿中并抽真空封结；装料时需保证所装多晶料在熔化后能够填满生长安瓿的下半区和籽晶袋去；
[0037]然后，将装有多晶料的生长安瓿通过牵引线和提拉装置放入套管内，使安瓿的下半区、下放肩区和籽晶袋位于高温区，安瓿的上半区的下端置于梯度区高于生长晶体的熔点的位置，安瓿的上半区的上端处于低温区；
[0038]其次，设定温场曲线，对晶体生长炉进行升温，使多晶料熔化；多晶料在高温下熔化并沉积到安瓿的下半区和籽晶袋；
[0039]接着，待多晶料完全熔化后，保温一段时间，然后开启提拉装置，将生长安瓿缓慢向上提升，晶体开始生长，待安瓿的下半区、下放肩区和籽晶袋都通过梯度区并进入低温区后，停止提拉，晶体生长结束；保温一段时间是为了获得均匀的过热熔体；生长安瓿进入梯度区后熔体发生定向冷却，首先达到低于熔点温度的部分发生结晶，并随着生长安瓿的连续运动而冷却，结晶界面沿着与其运动相反的方向定向生长，实现晶体生长过程的连续进行；
[0040]最后，对晶体生长炉炉体进行降温，取出晶体。
[0041][有益效果]
[0042]本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果:
[0043]本发明所述生长方法由于晶体生长方向与重力方向一致，对晶体中密度较大的杂质具有很好的排出效果，减少了杂质的聚集和沉淀，所生长晶体均匀性更好，无杂质条纹。特别是对于那些在生长过程中能分解出高密度杂质的晶体来说效果更为明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1为本发明实施例1所采用的生长安瓿结构示意图；
[0045]图2为本发明实施例1所采用的用于晶体生长的垂直管式炉设备的结构示意图；
[0046]图3为图2中垂直管式炉的温场曲线分布示意图，其横坐标表示温度，纵坐标为与图2晶体生长炉一致的高度；
[0047]图4为传统布里奇曼法生长的ZnGeP2晶体在红外显微镜下观察的图片；
[0048]图5为本发明实施例2中采用晶体生长的垂直管式炉设备生长的ZnGeP2晶体在红外显微镜下观察的图片；
[0049]下面具体说明如图所示，
[0050]I为挂钩；9为牵引线；
[0051]2为安瓿的上半区；10为套管；
[0052]3为上放肩区；11为加热元；
[0053]4为籽晶袋；12为生长安瓿；
[0054]5为下放肩区；13为温场曲线；
[0055]6为安瓿的下半区；14为低温区；
[0056]7为多晶料；15为梯度区；
[0057]8为提拉装置；16为高温区；
[0058]17炉内保温层。
【具体实施方式】
[0059]下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
[0060]实施例1:
[0061]图2为一种用于晶体生长的垂直管式炉设备，它包括套管10、提拉装置8和生长安瓿12，所述套管10内壁覆盖一层炉内保温层17，所述炉内保温层17内嵌入加热元11，并且加热元11靠近炉内保温层17内壁。所述加热元11形成一层加热元件；所述的加热元11为静止的加热元。所述生长安瓿12与提拉装置8通过牵引线9连接，生长安瓿12在提拉装置8的牵引下在套管10内上下运动。
[0062]图1为生长安瓿12，它由挂钩1、上放肩区3、下放肩区5、安瓿的上半区2、安瓿的下半区6和籽晶袋4组成。所述的生长安瓿12由高纯石英或热解氮化硼制备而成。所述的安瓿的上半区2柱内径和安瓿的下半区6柱内径，与生长晶体的预期直径相当。所述的上放肩区3连接安瓿的上半区2与籽晶袋4，其柱内径从与安瓿的上半区2的柱内径一样大小逐渐减小到与籽晶袋4的柱内径一样大小；所述的下放肩区3连接安瓿的下半区6与籽晶袋4，其柱内径从与籽晶袋4的柱内径一样大小逐渐扩大到与安瓿的下半区6的柱内径一样大小。所述的挂钩I置于安瓿的上半区2顶部并连接牵引线9使生长安瓿12与提拉装置8连接；所述的籽晶袋4在安瓿的上半区2和安瓿的下半区6之间，并通过上放肩区3与安瓿的上半区2连接，通过下放肩区5与安瓿的下半区6连接；所述安瓿的上半区2柱内径和安瓿的下半区6柱内径相同，且大于籽晶袋4的柱内径；整个生长安瓿12形似哑铃；
[0063]由图3可见，所述加热元件使生长炉内从上至下分为低温区14，梯度区15和高温区三个温16。所述的低温区14位于生长炉上半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域的温度低于生长晶体的熔点。所述的梯度区15位于生长炉中部，连接低温区14和高温区16之间的区域，该区域内的温度从上到下呈逐渐升高的趋势。所述的高温区16位于生长炉下半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域高温区的温度高于生长晶体的熔点。
[0064]实施例2
[0065]一种用于晶体生长的垂直管式炉设备的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0066]首先，将ZnGeP2多晶料装于生长安瓿12中并抽真空封结；装料时需保证所装多晶料在熔化后能够填满生长安瓿的下半区和籽晶袋去；
[0067]然后，将装有多晶料7的生长安瓿通过牵引线9和提拉装置8放入套管10内，使安瓿的下半区6、下放肩区5和籽晶袋4位于高温区16，安瓿的上半区2的下端置于梯度区高于生长晶体的熔点的位置，安瓿的上半区2的上端处于低温区；
[0068]其次，设定温场曲线13，其中低温区的温度控制在950°C，高温区的温度控制在1060°C，梯度区的温度梯度控制在8°C /cm ;对晶体生长炉进行升温，使多晶料熔化；多晶料在高温下熔化并沉积到安瓿的下半区和籽晶袋；
[0069]接着，待多晶料完全熔化后，保温48小时，然后开启提拉装置8，将生长安瓿12缓慢向上提升，提拉速度控制在4_/day ;晶体开始生长，待安瓿的下半区6、下放肩区5和籽晶袋4都通过梯度区15并进入低温区14后，停止提拉，晶体生长结束；保温48小时是为了获得均匀的过热熔体；生长安瓿进入梯度区后熔体发生定向冷却，首先达到低于熔点温度的部分发生结晶，并随着生长安瓿的连续运动而冷却，结晶界面沿着与其运动相反的方向定向生长，实现晶体生长过程的连续进行；
[0070]最后，对晶体生长炉炉体进行降温，取出晶体。
[0071]非线性光学晶体材料ZnGeP2由于在熔点附近的分解压较大，而分解出来的ZnP2组分通过气相方式逃逸出组分，多余的Ge组分滞留于多晶料内，使得合成的多晶料中Ge组分超过正常化学计量比。在单晶生长的过程中，多余的Ge组分会沿着生长方向被不断被排出至晶体尾部。
[0072]由于Ge组分的密度较大，采用传统垂直布里奇曼法生长ZnGeP2,由于Ge组分是往上排出，当排出的Ge组分聚集到一定浓度，便很难继续排出，从而沉淀在晶体内部形成生长条纹，如图4所示。条纹的出现严重影响了晶体的光学均匀性，限制了晶体的使用。
[0073]采用本发明方案来进行ZnGeP2单晶生长，得到的结果显示:
[0074]与采用传统垂直布里奇曼法生长的晶体相比，采用本发明生长的晶体尾部聚集有一小团被排出的Ge ;且由图5可以看出，在红外显微镜下观察本发明方案生长的ZnGeP2晶体中无生长条纹出现，因此本发明实施例2制备的ZnGeP2晶体可以用于高功率红外激光的输出。
[0075]综上所述，本发明所述生长方法由于晶体生长方向与重力方向一致，对晶体中密度较大的杂质具有很好的排出效果，减少了杂质的聚集和沉淀，所生长晶体均匀性更好，无杂质条纹。特别是对于那些在生长过程中能分解出高密度杂质的晶体来说效果更为明显。
[0076]尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
【权利要求】
1.一种用于晶体生长的垂直管式炉设备，它包括套管(10)、提拉装置(8)和生长安瓿(12)，所述套管(10)内壁覆盖一层炉内保温层(17)，所述炉内保温层(17)内嵌入加热元(11)，并且加热元(11)靠近炉内保温层(17)内壁，所述加热元(11)形成一层加热元件；所述生长安瓿(12)与提拉装置⑶通过牵引线(9)连接，生长安瓿(12)在提拉装置⑶的牵引下在套管(10)内上下运动，其特征在于所述生长安瓿(12)由挂钩(I)、上放肩区(3)、下放肩区(5)、安瓿的上半区(2)、安瓿的下半区(6)和籽晶袋⑷组成，所述的挂钩⑴置于安瓿的上半区(2)顶部并连接牵引线(9)使生长安瓿(12)与提拉装置(8)连接；所述的籽晶袋(4)在安瓿的上半区(2)和安瓿的下半区(6)之间，并通过上放肩区(3)与安瓿的上半区(2)连接，通过下放肩区(5)与安瓿的下半区(6)连接；所述安瓿的上半区(2)柱内径和安瓿的下半区(6)柱内径相同，且大于籽晶袋(4)的柱内径；整个生长安瓿(12)形似哑铃；所述加热元件使生长炉内从上至下分为低温区(14)，梯度区(15)和高温区三个温(16)。
2.根据权利要求1所述的垂直管式炉设备，其特征在于所述的加热元(11)为静止的加热元。
3.根据权利要求1所述的垂直管式炉设备，其特征在于所述的安瓿的上半区(2)柱内径和安瓿的下半区(6)柱内径，与生长晶体的预期直径相当。
4.根据权利要求1所述的垂直管式炉设备，其特征在于所述的上放肩区(3)的柱内径从与安瓿的上半区(2)的柱内径一样大小逐渐减小到与籽晶袋(4)的柱内径一样大小；所述的下放肩区(3)的柱内径从与籽晶袋(4)的柱内径一样大小逐渐扩大到与安瓿的下半区(6)的柱内径一样大小。
5.根据权利要求1所述的垂直管式炉设备，其特征在于所述的低温区(14)位于生长炉上半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域的温度低于生长晶体的熔点。
6.根据权利要求1所述的垂直管式炉设备，其特征在于所述的梯度区(15)位于生长炉中部，连接低温区(14)和高温区(16)之间的区域，该区域内的温度从上到下呈逐渐升高的趋势。
7.根据权利要求1所述的垂直管式炉设备，其特征在于所述的高温区(16)位于生长炉下半部分，其温度轴向分布为平坦的等温区域，该区域高温区的温度高于生长晶体的熔点。
8.根据权利要求1所述的垂直管式炉设备，其特征在于所述的生长安瓿(12)由高纯石英或热解氮化硼制备而成。
9.一种用于晶体生长的垂直管式炉设备的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 首先，将多晶料(7)装于生长安瓿(12)中并抽真空封结； 然后，将装有多晶料(7)的生长安瓿通过牵引线(9)和提拉装置(8)放入套管(10)内，使安瓿的下半区(6)、下放肩区(5)和籽晶袋⑷位于高温区(16)，安瓿的上半区⑵的下端置于梯度区高于生长晶体的熔点的位置，安瓿的上半区(2)的上端处于低温区； 其次，设定温场曲线(13)，对晶体生长炉进行升温，使多晶料熔化； 接着，待多晶料完全熔化后，保温一段时间，然后开启提拉装置(8)，将生长安瓿(12)缓慢向上提升，晶体开始生长，待安瓿的下半区(6)、下放肩区(5)和籽晶袋(4)都通过梯度区(15)并进入低温区(14)后，停止提拉，晶体生长结束；最后，对晶体生长炉炉体进行降温，取出晶体。
【文档编号】C30B11/00GK104313680SQ201410510474
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】袁泽锐, 康彬, 邓建国, 唐明静, 张羽, 窦云巍, 方攀 申请人:中国工程物理研究院化工材料研究所, 四川省新材料研究中心