凸点结构及电学性能对J-R型静电卡盘吸附力影响的研究

真空静电卡盘是半导体工艺中最重要的元件之一,主要应用于集成电路设备和光学设备,起到承载晶圆或衬底的作用。本文利用物理气相沉积的方法制备了J-R型静电卡盘的凸点结构。本研究中搭建了真空腔室,利用了气体背吹法,测试了不同凸点高度、不同吸附电压下约翰逊-拉别克型静电卡盘的吸附力。利用等效电容法,建立了计算凸点电学性能、结构尺寸对静电卡盘吸附力影响的仿真模型。通过仿真计算对吸附力大小的研究表明,由于接触电阻相对较低,文中方法制备的J-R型静电卡盘凸点结构几乎不对硅晶圆产生吸附力。并且随着凸点高度及凸点面积占比增加,静电卡盘对硅晶圆的吸附力降低,同时凸点表面形貌几乎不影响凸点吸附力。本文的研究对J-R效应理论的完善以及静电卡盘的设计具有重要指导意义,为半导体设备的发展提供重要的理论基础。     

静电卡盘与晶圆之间的接触热阻研究

在等离子体刻蚀工艺中,晶圆的温度控制是关键的技术之一。控制晶圆温度的主要部件即是静电卡盘,因此静电卡盘与晶圆之间的接触热阻研究至关重要。晶圆是依靠静电而吸附在静电卡盘表面的,且粗糙接触面之间充有稀薄的氦气。本文将静电吸附的因素引入到经典的接触传热理论中,建立了静电卡盘与晶圆之间的接触传热模型,并研究了静电电压和气体压强对于接触传热系数的影响。此外,本文结合作者先前研究中建立并得到验证的全范畴气体导热模型,对静电吸附作用下的接触导热和稀薄气体条件下的气体导热进行了对比,得到了接触导热对总的导热效果的贡献比例。本文的研究有助于揭示静电卡盘和晶圆之间的传热机理,以及二者之间接触热阻的计算。     

电子材料

正日本全球首发全新晶圆技术日前,日本Novel Crystal Technology公司全球首次量产了100mm(4英寸)的"氧化镓"晶圆。据悉,Novel Crystal Technology公司由日本电子零部件企业田村制作所和AGC等出资成立。氧化镓是一种宽禁带半导体,也是一种透明的氧化物半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景,被用作于镓基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。(中国半导体行业协会)     

等离子体刻蚀机静电吸盘温度控制方法仿真研究

在晶圆等离子刻蚀过程中,静电吸盘对调节和控制晶圆表面温度均匀性、保障晶圆加工质量起着重要作用。本文对静电吸盘的传热以及温度控制方法进行了仿真研究。首先对静电吸盘的结构和传热进行分析,将其简化为二维轴对称模型,并验证了模型的可靠性;然后研究了静电吸盘分区PID控制方法,分析了各PID参数对静电吸盘表面温度—时间响应特性的影响;最后引入试验设计方法,结合替代模型方法和遗传优化算法,对PID参数进行整定优化。结果表明,利用该简化的二维模型,可以在误差允许范围内,提高有限元计算的速率;同时本文提出的PID整定方法可有效提高PID参数整定效率,整定结果能够有效改善静电吸盘温度——时间响应特性。     

电压加载方式对镁合金微弧氧化过程及膜层性能的影响

电压加载方式会影响微弧氧化过程及膜层性能。利用自制的具有多种输出脉冲形式的电源,在不同的电压增量下加载对AZ91D镁合金微弧氧化,研究了加载方式对微弧氧化过程及膜层性能的影响。结果表明:随着电压增量的增加,成膜速率增大,膜层粗糙度变大,表面的孔径增大、孔隙率增加;膜层的最终厚度主要取决于终止电压,而终止电压相同时,电压增量越大,平均耗能越小;微弧氧化的不同阶段应采用不同的电压增量,开始阶段将其恒定为10 V/min,当电压达到350 V后改增量为5 V/min直至终止电压,这种加载方式制膜时的成膜效率、能耗及膜层耐蚀性、表面性能等综合结果较好。     

基于AHP和规则的多目标晶圆制造派工方法的应用

针对半导体晶圆制造系统调度的时变多目标特性,提出基于AHP和规则的多目标派工方法,在不同时期,赋予各调度目标不同的权重,通过仿真实验得到判断矩阵,然后用层次分析法来选择各设备的派工规则,并进行了敏感性分析,为半导体晶圆制造系统的科学管理提供了有效的实现途径.     

酸性电解液对微弧氧化钛合金膜层及细胞附着的影响

本文采用5%H2SO4和10%H3PO4电解液在钛合金表面通过微弧氧化方法制备多孔氧化膜。利用体外培养成骨细胞MG63的方法,评估了细胞在不同膜层上的早期附着能力。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了不同电解液中微弧氧化工艺的适用电压范围、膜层形貌、膜层的物相类型和膜层成分。研究结果表明:随着电压的增加,在两种电解液中的膜层孔洞尺寸逐渐变大,但孔洞数量减少;H2SO4中最佳氧化电压为120V,H3PO4中最佳电压为270V;H2SO4与H3PO4中制得的氧化膜在最佳电压下的平均孔隙直径分别为263.6nm和1.736μm。在H2SO4中的氧化膜层中出现锐钛矿和金红石相,H3PO4处理的氧化膜层中为无定型的氧化钛相。不同氧化膜内P与S的原子分数都随着电压升高而增大,最大原子分数分别为21.8%和4.13%。体外细胞培养过程中,在H2SO4电解液中不同电压下制得膜层上的细胞数量增长大于H3PO4,而在H3PO4中制得膜层上的细胞形态优于H2SO4。     

基于SOI-MEMS技术的静电驱动-电容检测硅谐振器

提出一种基于SOI-MEMS技术的静电驱动-电容敏感检测的横向硅谐振器,对其进行设计、MEMS工艺加工制作实现、微弱电容检测及开环测试．该新型静电激励谐振器结构主要包含一个从中间受力点向两侧引出两个电极板的双端固支梁,这种设计使得此谐振器的静电驱动电压远小于具有相同电极板面积和极板间距的同类静电驱动谐振器,且检测电容更大,降低了检测难度．以器件层电阻率很低（0．001～0．002Ω·bcm）的SOI晶圆为基础材料,其SOI—MEMS加工工艺流程简单,仅需要2块掩膜版,有4个主要单步工艺．实验测试结果表明：在真空度为0．1—1．0Pa环境下,直流偏置电压低至30V,交流驱动电压峰-峰值为20mV时,该谐振器在其谐振频率点52261．99Hz处的Q值依然高于11800．     

多孔阳极氧化铝微孔结构的调控

多孔阳极氧化铝(AAO)是一种在酸性电解液下,通过施加电压对金属铝阳极氧化获得的多孔膜材料。AAO在当今纳米材料领域有着非常多的应用,如制备纳米阵列、进行纳米复制、制备量子点等。本文采用二次氧化法制备了AAO模板,研究了硫酸、草酸两种电解液以及氧化电压对纳米孔的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对样品的表面形貌进行分析,研究了制备工艺对孔形态的影响。通过统计不同氧化电压下AAO孔的圆度和孔径的分布,发现圆度随着电压的升高而升高。孔径随电压的升高而增大,两者呈现成指数型关系。     

LY12铝合金在Na2SiO3电解液中微弧氧化着色处理研究

在Na2SiO3溶液中加入以K4[Fe(CN)6]为主的添加剂,获得了不同色度的微弧氧化膜层.研究了电解液浓度的变化,氧化时间的长短对膜层色度的影响.结果表明:随着Na2SiO3溶液浓度和K4[Fe(CN)6]浓度的增大以及处理时间的增加,微弧氧化膜层增厚,颜色变深,生成不同色泽的膜层;随着电压的升高,膜层厚度增加,膜层的色泽均匀度随之提高,但电压过高,膜层将变得粗糙,甚至容易脱落.     

电参数对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr镁合金微弧氧化膜的影响

针对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr高强耐热镁合金,采用微弧氧化工艺制备了表面防护层,研究了电流密度、电压、频率以及占空比等电参数对膜层厚度及形态的影响规律.研究表明,电压对氧化膜厚度影响显著,电流密度对氧化膜厚度有影响但不显著,占空比和频率对氧化膜厚度影响较小.随着电流及电压的增加,膜层表面微孔的尺寸逐渐增大;随频率和占空比的增加,膜层表面微孔的尺寸先增大后减小.     

同轴静电纺再生丝素/丝胶蛋白纤维的制备及其形态结构表征

模仿蚕丝的组成和结构,利用同轴静电纺丝法制备了以再生丝素蛋白（RSF）为＂芯＂、丝胶蛋白（SS）为＂皮＂的双组分静电纺纤维。通过扫描电镜和透射电镜研究了内层纺丝液流速（Qc）、电压（U）、接收距离（D）以及场强（E）等参数对同轴静电纺RSF/SS纤维形态结构的影响。研究结果表明纤维的平均直径在1400～2100nm左右,皮-芯层结构清晰;Qc对纤维皮-芯层结构的影响较大,过大的内层纺丝液流速会因外层丝胶对内层丝素的包裹不均匀而导致偏芯现象;随E的增加（U增加或D减小）,纤维的直径及其分布显著减小,皮-芯层结构清晰;相同E下,高电压、长距离利于纤维的细化,使直径变细且分布均匀,皮-芯层结构明显。     

纯钛微弧氧化阳极工艺过程模型的建立及实验研究

对纯钛微弧氧化陶瓷膜在工艺过程中的生长规律进行了实验研究,分析了陶瓷层表面形貌、厚度、相结构等不同生长阶段的特点。基于微弧氧化工艺过程阳极等效电路,建立了电极电压、电流密度、频率、占空比、时间等工艺参数对陶瓷膜性能影响的理论模型。模型分析结果表明:在陶瓷层成膜后,随着膜层厚度的增加,金红石相TiO2相对含量增加;膜层厚度不变时,工艺过程趋于停止。模型分析与实验结果是吻合的,为提高陶瓷膜层性能并改善微弧氧化工艺提供了理论基础。     

6061铝合金硬质阳极氧化的影响因素研究

设计了3种浓度的硫酸溶液,通过氧化试样的中性盐雾试验,研究了影响6061铝合金硬质阳极氧化的主要因素。结果表明,在120~180 g/L硫酸浓度范围内,浓度对封孔后膜层的耐盐雾性能无明显影响。本文条件下,电流密度越大,槽电压越高。电流密度线性地影响着膜层厚度,而对膜层硬度影响不大。槽液温度对氧化电压影响很大,温度越低,槽电压越高,尤其是氧化后期,电压上升迅速。槽液温度对氧化膜层颜色影响很大,但对氧化膜层厚度和硬度无明显影响。     

高频水声换能器匹配层技术研究

在复杂的海洋环境中,为提高对目标的探测效果以获得更多的信息,高频声呐常需要更宽的工作频带.首先,通过声透射原理对不同匹配层材料进行选取与设计;其次,通过有限元仿真对不同匹配层换能器的透射系数、电导谱和发送电压响应展开了分析计算;最后,在理论分析、解析计算和有限元仿真计算的基础上成功研制了单层、双层和三层匹配层高频宽带水...     

外电场下氧化石墨烯薄膜的微观摩擦行为

氧化石墨烯是一种准二维片层结构炭材料,具有独特的物理化学性能,其中摩擦性能的好坏对其构成的一些微／纳机电体系的稳定应用起着重要作用。为了研究外加电场作用对氧化石墨烯薄膜微观摩擦行为的影响,采用原子力显微镜,对针尖施加一定电压,测量其与氧化石墨烯薄膜表面的微观摩擦力大小,实验结果表明,针尖外加负电压时摩擦力不受影响,而正电压下摩擦力会明显上升,且随外加正电压值的增加而增大。同时结合针尖在外加电压时与氧化石墨烯薄膜表面的粘附力和静电力的测量,对外加电压的影响机制进行了探讨。     

德国欧司朗公司开发出高性能蓝白光LED原型硅芯片

德国欧司朗公司（OSRAM）光电半导体研发人员地制造出高性能蓝白光LED原型硅芯片，氮化镓发光材料层被置于直径为150mm硅晶圆基板上。这是首次成功利用硅晶圆基板取代蓝宝石基板制作LED芯片，并保持了相同的照明质量和效率。目前，该款LED芯片已经进入试点阶段，在实际条件下接受测试。欧司朗公司表示首批硅晶圆LED芯片有望在两年内投放市场。     

工艺参数对喷气式静电纺的产量和纳米纤维形貌的影响

以提高PAN纳米纤维的产量为目的,根据喷气静电纺丝的原理,设计了一种新型静电纺丝装置。研究了不同通气速度、溶液输入速度、电压等工艺参数对纳米纤维毡的产量和面积的影响。研究发现,该静电纺丝装置极大地提高了纳米纤维的产量,使产量达到普通针头产量的二十倍以上。通过研究电压对纳米纤维毡的产量和面积以及纳米纤维的微观形貌的影响,发现纳米纤维的产量随电压的增加而增加,在电压为33kv时达到最大值;纳米纤维的形貌随着电压增加,直径从528.42nm减小到243.25nm,标准偏差从43.25%减小到28.02%。当通气速度为800ml/min,溶液输入速度为8ml/h,纺丝电压为33kv时,纳米纤维毡的产量达到最大值2.8g/h。     

航天器用铝光亮阳极氧化涂层特性研究

铝光亮阳极氧化涂层是一种重要的航天器热控制材料.本文对硫酸电解液铝阳极氧化工艺进行了较系统的研究,发现抛光时间、阳极氧化电压、电解液温度和涂层的膜厚等对涂层光学性能有重要的影响:适度抛光可以提高涂层的太阳反射率,提高氧化电压和电解液温度可以显著增加涂层的红外发射率,膜厚对红外发射率影响较大而对太阳吸收影响并不明显.在最优工艺条件下(10V、20℃)可以制备出性能优异的铝光亮阳极氧化热控涂层.     

电子材料

德国欧司朗公司开发出高性能蓝白光LED原型硅芯片德国欧司朗公司(OSRAM)光电半导体研发人员地制造出高性能蓝白光LED原型硅芯片,氮化镓发光材料层被置于直径为150mm硅晶圆基板上。这是首次成功利用硅晶圆基板