晶圆材料对J-R型静电卡盘吸附力影响的研究

静电卡盘是半导体以及光学设备中关键器件之一,主要起到固定衬底快速加热的作用。本研究中搭建了真空腔室平台,并依据气体背吹法,测试了约翰逊-拉别克型静电卡盘对不同电压下不同材料晶圆的吸附力。本文通过对氧化层电学性质及静电卡盘凸点结构的研究,得出静电卡盘对具有氧化层晶圆的吸附力来自于静电卡盘表面电荷与晶圆内硅材料之间吸附力的结论。并且利用等效电容法,建立了计算不同材料晶圆对静电卡盘吸附力影响的仿真模型。通过实验与仿真的结果表明,相同吸附电压下,静电卡盘对具有氧化层晶圆的吸附力大于静电卡盘对纯硅晶圆的吸附力。静电卡盘对晶圆吸附力的大小随着氧化层厚度的增加,先增加后减少。本文的研究对J-R效应理论的完善以及静电卡盘的设计及优化具有重要指导意义。为半导体设备的发展提供重要的理论基础。

     

库仑型静电卡盘吸附力受电极结构及晶圆氧化层影响的研究

静电卡盘是半导体领域中关键器件,主要起到支撑固定晶圆的作用。文章利用麦克斯韦仿真软件计算了静电卡盘工作时,电极周围电压分布,得到了电极边缘效应小于4%,电极边缘效应对吸附力的影响可以忽略不计的结论;并依据等效电容的方法建立了计算库仑型静电卡盘吸附力的仿真模型。研究搭建了真空腔室,并依据气体背吹法,测试了两款具有不同电极结构的静电卡盘的吸附力,以及静电卡盘对不同材料晶圆的吸附力。实验与仿真的结果表明,库仑型静电卡盘吸附力的大小与电极面积成正比,电极结构几乎不会影响静电卡盘的吸附力;相同吸附电压下,对于背面氧化层厚度在500 nm以内的晶圆来说,晶圆的氧化层对库仑型静电卡盘吸附力的影响低于2%,可以忽略。文章的研究对库仑型静电卡盘的设计及优化具有重要指导意义。为半导体设备的发展提供重要的理论基础。

     

CuxTe薄膜的结构及其对CdTe太阳电池性能的影响

用真空共蒸发法制备了CuxTe薄膜并将其运用于CdTe太阳电池中.对薄膜进行了X射线衍射(XRD)分析,比较了有、无CuxTe插层的CdTe太阳电池的暗态,I-V特性和C-V特性.结果表明,刚沉积的薄膜非晶结构占主导地位,只有部分Cu/Te配比较低的薄膜出现多晶结构.CuxTe插层的引入有利于消除roll over(暗态I-V曲线饱和)现象,使电池的二极管理想因子和暗饱和电流密度降低,CdTe掺杂浓度增加,有效地改善了CdTe太阳电池的性能.用CuxTe薄膜作为背接触层,获得了效率为12.5%的CDS/CdTe小面积(0.0707cm2)太阳电池.     

La元素对ATO/Cu电接触材料润湿性及组织性能的影响

颗粒增强铜基复合材料由于其低成本、良好的导电性、导热性和力学性能而成为最有希望替代Ag基电接触材料的候选材料。然而增强相与铜基体之间的润湿性较差,降低了铜基电接触材料服役过程中的稳定性和可靠性,从而限制了其应用。采用锑掺杂的SnO_2(ATO)作为增强相,研究了La元素在不同温度下对Cu和ATO颗粒之间润湿性的影响。同时对La含量不同的铜基复合材料进行组织和性能分析。结果显示,La元素能够有效改善Cu/ATO体系润湿性。随着La元素的增加,材料硬度略有提升,而电导率下降。提高基体中La元素含量,铜基电接触材料的接触电阻降低。此外通过TEM观察发现,La能够与ATO结合生成一种新的化合物。清晰地揭示出,La元素对ATO/Cu电接触材料润湿性及组织性能具有重要影响。     

Co掺杂对CaBi_2Nb_2O_9陶瓷结构和电学性能的影响

采用传统固相反应法制备CaBi_2Nb_(2-x)Co_xO_9(CBNCo)陶瓷,研究Co掺杂对其微观结构、介电、压电以及电导性质的影响。结果表明:Co掺杂的CBN陶瓷为正交晶系结构,其中,CaBi_2Nb_(1.95)Co_(0.05)O_9陶瓷有杂相生成。所有CBNCo陶瓷均有较高致密性,烧结效果较好。Co的加入使CBN陶瓷烧结密度明显提高,压电性能得到改善;加入Co改性后,CBN陶瓷介电损耗均明显降低,居里温度略微增加。同时,Co的加入引入了更多缺陷,使导电机理有所改变。     

电极结构对高分子电阻型湿度传感器性能的影响

本文以聚苯乙烯磺酸钠为湿敏材料,制备了以金叉指电极为基底的高分子电阻型湿度传感器。研究了电极基片材料和叉指电极构型对传感器湿敏响应特性的影响。研究表明,采用多孔结构的基片材料可降低传感器电阻,增强湿敏膜与基片的结合能力从而提高传感器的稳定性;叉指电极构型对传感器的电阻大小有一定影响,增加电极中心线间距离使传感器的稳定性提高。     

炭化过程中的磁场作用对针状焦结构及导电性能的影响

以中温煤沥青为原料,在载磁压力反应釜中进行热缩聚炭化合成针状焦;采用在线电阻测量法测定针状焦形成过程中磁场对电导的影响规律;通过偏光显微镜及X射线衍射仪对产物的形貌和组织结构进行表征.结果表明:外加磁场对于改善针状焦微结构具有显著的作用,并能有效提高针状焦的电导特性,减小制备过程对温度的依赖性;适宜的压力有利于热缩聚反应的进行,提高成焦的收率;磁场还可以通过塞曼效应对自由基产生影响,提高自由基有效利用率,加快聚合反应速率;在磁场与压力的协同作用下,针状焦的石墨化性能也获得大幅度提升.     

吸收剂颗粒界面效应对电磁波吸收性能影响的理论研究

针对含夹杂颗粒的电磁吸波复合材料,探讨了颗粒界面对电磁波吸波性能的影响.首先给出了表征电磁波吸收层吸波性能的场强反射率及其功率反射率的计算公式,在此基础上结合颗粒夹杂复合吸波材料含界面效应的等效介电常数和等效磁导率的预测公式与电磁波吸波层的功率反射率的基本理论,给出了电磁波吸收层的功率反射率与颗粒尺寸,以及颗粒界面效应之间的关系.进而从数值角度展示了颗粒界面效应与电磁波吸收的最佳频率和电磁波吸收层厚度的影响,以及颗粒界面对电磁波功率反射率的尺度效应等.分析结果表明,当电磁波吸收剂的颗粒尺寸较小时,颗粒界面效应对电磁波功率反射率的影响是明显的.     

甲基对聚邻甲苯胺结构和性能的影响

用化学氧化法制备导电聚苯胺（PANI）和聚邻甲苯胺（POT）。借助FT—IR和UV—Vis等分析手段研究了两种导电聚合物在结构和性能上的差异。结果表明,聚邻甲苯胺中甲基的空间位阻效应远大于诱导效应和超共轭效应。空间位阻导致聚邻甲苯胺的分子链发生扭转,链间间距增加,电荷的链内扩散和链问跃迁变得困难,因此其导电性低于聚苯胺。此外,由于聚邻甲苯胺存在甲基的空间位阻效应,它的UV—Vis和FT—IR的部分吸收峰与聚苯胺相比发生紫移。     

水分对分子筛结构及吸附性能的影响

分子筛是变压吸附制氧过程中最重要的组分,使用中该组分常出现吸水失效问题,极大地影响了氧产量及浓度.针对此问题,本文以HD-1型和PU-8型分子筛为原料,通过在不同温度(100、200、300、400℃)下活化得到不同含水量的分子筛,并通过对不同材料的结构形貌、热性能及吸附性能的表征分析了水分对分子筛结构及吸附性能的影响.研究结果表明:水分不会破坏分子筛的骨架结构,但会增大晶胞参数,并导致HD-1型分子筛中阳离子迁移;分子筛中的物理吸附水和化学结晶水会影响其吸附性能,其中物理吸附水的影响最大;活化有效提高了分子筛的吸附性能,且温度越高,含水量越少,吸附性能越好;在150~180℃下活化,将物理吸附水脱附后,分子筛的吸附能力可恢复70%,可在此温度下进行吸附器内低温活化;在400℃下活化,脱除化学结晶水,分子筛吸附性能可100%恢复,400℃为两种分子筛的最佳活化温度.     

气体分配器结构对压力波制冷机性能影响的研究

在膨胀比ε=2～6、射流激励频率f=10～240Hz范围内,研究了气体分配器喷射孔相对深度b／d、振荡管与喷射孔的间距δ和振荡管轴线与喷管中心线错位角度ψ等结构参数对压力波制冷机性能的影响。实验结果表明：压力波制冷机的制冷效率η随b／d的增加先增大后减小,存在一个合适的相对充气时间比范围,在本文的实验范围内,喷射孔相对深度b／d推荐值为0．5,而增大δ与ψ值均会导致η急剧下降,所得结论对压力波制冷机的优化设计有一定指导意义。     

预炭化对KOH活化石油焦的结构及电容性能的影响

以不同温度炭化的石油焦为原料、KOH为活化剂制备电化学电容器用炭电极材料. 采用XRD、TEM和N₂吸附法对前驱体及活化产物的结构进行了表征, 并考察了样品的电化学性能. 结果表明: 通过调整前驱体的预炭化温度, 可实现对石油焦基活性炭的微晶结构和孔结构的调控, 分别制得无晶体特性的高比表面积活性炭和由大量类石墨微晶构成的低比表面积活性炭. 低表面积活性炭依靠充电过程中电解质离子嵌入类石墨微晶层间而实现能量存储, 具有比高比面积活性炭高10倍的面积比电容和更大的体积比电容.     

硝磷酸腐蚀对CdTe薄膜性能及背接触层的影响

采用硝磷酸(NP)背表面刻蚀工艺并结合真空共蒸发法分别沉积了几种背接触层材料,研究了NP腐蚀对CdTe薄膜性能及背接触层的影响.结果表明:NP腐蚀后在CdTe薄膜上产生了富碲层;退火后,碲容易与背接触材料中的铜反应生成CuxTe.通过严格控制和优化腐蚀工艺,选择ZnTe/ZnTe:Cu作为背接触层材料,可制备出优异性能的CdTe太阳电池.     

复合背接触层与背电极的匹配对CdTe太阳电池性能的影响

本文研究Ni和Au两种背电极在有、无ZnTe/ZnTeCu背接触层时对碲化镉太阳电池性能的影响及其机理.试验结果表明,在没有ZnTe/ZrTeCu复合背接触层时,Ni和Au相比,输入特性的填充因子(FF)较差,短路电流密度(Jsc)较大,转换效率(η)较低;在有zrTe复合背接触层时,Ni和Au相比,FF相差较小,而η因Jsc较大而较高.通过暗特性的测试,可以看到,在有了ZnTe复合背接触层以后,Ni作背电极的碲化镉太阳电池,其二极管因子(A)、暗饱和电流(Jo)和旁路电阻(Rsh)等三个参数降低的幅度都比Au作背电极的大.这和ZnTe复合背接触层使Ni背电极碲化镉太阳电池效率有更大提高是吻合的.分析表明,这主要是由于光生电流的增大导致了Jsc的增大.这样用Ni代替Au作背电极会带来降低成本和效率提高的双重改进.     

气体分配器结构对压力波制冷机内流动及性能的影响

采用理论分析和实验研究相结合的方法,探讨了喷管型式、相对充气时间等气体分配器结构因素对压力波制冷机内流动及性能的影响。结果表明：膨胀比ε在2.0~12.0的范围内,采用收缩型喷管形成的入射激波最强,缩放型喷管次之,匀直喷管最弱,因而采用收缩型喷管时的冷效应最强;最大制冷效率ηmax随相对充气时间τ的增加先增大后减小,在ε=4、振荡管长径比L/d=400、气体分配器喷射孔的相对深度为0.55的情况下,制冷机最佳相对充气时间约为0.06;相对充气时间τ<0.075时,振荡管的最佳激励频率fopt为制冷效率曲线第二波峰的频率,τ>0.075时则为制冷效率曲线第三波峰的频率。     

n型Bi2Te3基材料表面处理对热电单元性能的影响

Bi₂Te₃基微型热电器件的尺寸越小,界面结合强度及接触电阻对于器件力学性能、开路电压以及输出功率等的影响就越显著。因此开发成本低、工艺简单的热电单元制备技术,并使n型Bi₂Te₃基块体材料与阻挡层间的界面兼具低接触电阻、高结合强度具有重要意义。本工作将n型Bi₂Te₃基热电材料薄片在混合酸溶液(pH～3)中进行表面处理,随后进行化学镀Ni(5μm),再与Cu电极焊接制备得到热电单元。腐蚀后, n型Bi₂Te₃基热电材料表面大的沟壑与Ni阻挡层间形成锚固效应,腐蚀6 min的材料结合强度高达15.88 MPa。大沟壑表面进一步腐蚀后出现的精细分支与Ni阻挡层间形成纳米孔洞,显著增大了界面接触电阻,腐蚀2 min的材料达到2.23??cm2。最终,腐蚀4 min后镀Ni的n型Bi₂Te₃基热电片材与p型Bi₂Te₃基热电片材制备...     

烧结温度对La0.67Ca0.33-xSrxMnO3结构及电学性能的影响

采用传统固相反应法合成了双掺杂La_0.67Ca_0.33-xSr_xMnO₃(x=0, 0.05, 0.15)粉体, 研究了烧结温度对La_0.67Ca_0.33-xSr_xMnO₃(x=0, 0.05, 0.15)结构、微观形貌和金属-绝缘体相转变温度的影响规律。结果表明: 烧结温度的升高对微观形貌及结构影响较小, 双掺杂有效改善了材料体系的相转变温度。当烧结温度为1400℃, 掺杂量x=0增加至x=0.05时, 材料体系为正交相, 相转变温度从-20℃升高至6℃。掺杂量继续增加至x=0.15, 材料体系从正交相转变为六方相, 相转变温度升高至17℃。当掺杂量相同时, 相转变温度随烧结温度的升高而升高。具有上述智能相变特性的材料体系可以作为长寿命卫星主动热控技术的重要候选材料。     

单晶多孔ZnO制备及对室内空气污染物的气敏性能的研究

通过使用对液相法合成的前驱体进行煅烧的方法成功的制备了具有单晶多孔结构的Zn O纳米片。通过X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)对单晶多孔Zn O纳米片进行了结构以及形貌的表征和分析。以其为敏感膜,制作气体传感器,对室内空气污染物,包括苯和甲醛,进行检测。结果显示单晶多孔Zn O纳米片对苯和甲醛都有着良好的响应,且响应和恢复时间都非常迅速。对敏感机理以及材料的结构对响应时间的影响也进行了较深入的探讨。     

层数变化对ZnO/In2 O3多层膜微观结构及光电性能的影响

用直流磁控溅射和热氧化法在玻璃衬底上制备ZnO/In2O3透明导电多层膜,当总厚度一定时,调节溅射沉积的层数与相应各层膜的厚度,研究该多层膜微观结构、光学性能和电学性能的变化.XRD和SEM分析表明:随着溅射沉积层数的增加,In2O3衍射峰的强度不断地减弱,ZnO衍射峰出现了不同的晶面择优取向;多层膜表面的ZnO晶粒粒径变小,光洁度增加.四探针法方块电阻测试表明:低温热氧化时,ZnO/In2O3多层膜的方块电阻随层数的增加而上升;高温氧化时,ZnO/In2O3多层膜的方块电阻随层数的增加而下降.可见光光谱分析表明:随着溅射沉积层数的增加,ZnO/In2O3多薄膜在可见光区的平均透过率增大,透过率的峰值向短波方向偏移.     

电化学表面处理对碳纤维结构及性能的影响

采用新型电化学表面处理设备,以10%（质量分数）NH4HCO3溶液为电解质,对12KPAN基碳纤维进行连续化的表面处理,探索了在提高碳纤维/树脂复合材料层间剪切强度的同时降低碳纤维本征拉伸强度损失的结构变化特征及规律。利用SEM、XRD、XPS、Raman等方法研究了改性前后碳纤维表面的物理和化学状态、晶体尺寸和表面有...