A New Family of Proton‐Conducting Electrolytes for Reversible Solid Oxide Cells: BaHfxCe0.8−xY0.1Yb0.1O3−δ

Reversible solid oxide cells based on ceramic proton conductors have potential to be the most efficient system for large‐scale energy storage. The performance and long‐term durability of these systems, however, are often limited by the ionic conductivity or stability of the proton‐conducting electrolyte. Here new family of solid oxide electrolytes, BaHf_xCe_0.8?xY_0.1Yb_0.1O_3?δ (BHCYYb), which demonstrate a superior ionic conductivity to stability trade‐off than the state‐of‐the‐art proton conductors, BaZr_xCe_0.8?xY_0.1Yb_0.1O_3?δ (BZCYYb), at similar Zr/Hf concentrations, as confirmed by thermogravimetric analysis, Raman, and X‐ray diffraction analysis of samples over 500 h of testing are reported. The increase in performance is revealed through thermodynamic arguments and first‐principle calculations. In addition, lab scale full cells are fabricated, demonstrating high peak power densities of 1.1, 1.4, and 1.6 W cm^?2 at 600, 650, and 700 °C, respectively. Round‐trip efficiencies for steam electrolysis at 1 A cm^?2 are 78%, 72%, and 62% at 700, 650, and 600 °C, respectively. Finally, CO₂? H₂O electrolysis is carried out for over 700 h with no degradation.     

碱性条件下铝CMP的机理分析及实验优化

依据铝的电化学腐蚀特性,阐明了碱性条件下铝化学机械抛光(CMP)的机理。由于铝的硬度较低,在抛光过程中容易产生微划伤等缺陷,因此首先探索出适宜铝化学机械抛光的低压条件(4 psi,1 psi=6.895 kPa)。此外,提出两步抛光的方法,在抛光初期采用压力4 psi,抛光液由质量分数为40%的纳米级硅溶胶与去离子水(DIW)以体积比1∶1配制,氧化剂(H2O2)体积分数为1.5%,FA/O I型表面活性剂体积分数为1%,调节FA/OⅡ型螯合剂pH值为11.0,获得了较高的铝去除速率(341 nm/min)。在抛光后期采用低压1.45 psi,抛光液主要成分为体积分数5%的FA/O表面活性剂,并在较大体积流量(300 mL/min)的条件下进行抛光,充分利用表面活性剂的作用,对实验方案进行优化。采用优化后的实验方案,铝表面的划伤和缺陷显著减少。     

碱性铜粗抛液中氧化剂对化学机械平坦化的影响

针对不合腐蚀抑制剂苯并三氮唑(BTA)的碱性铜粗抛液,通过对3英寸(1英寸=2.54 cm)铜片上的动态抛光速率和静态腐蚀速率的研究来模拟评估氧化剂对晶圆表面平坦化的影响.在12英寸铜镀膜片和TM1图形片上分别研究氧化剂体积分数对表面平坦化的影响.实验结果表明:动态抛光速率和静态腐蚀速率均随着氧化剂体积分数的增加先逐渐增大,达到最大值,然后下降,趋于平缓.片内非均匀性和剩余高低差均随H2O2体积分数的增加,先呈下降趋势,后缓慢上升.当氧化剂体积分数为3％时,动态去除速率(vRR)为398.988 nm/min,静态腐蚀速率vER为6.834 nm/min,vRR/vER比值最大,片内非均匀性最小为3.82％,台阶高低差最小为104.6 nm/min,此时晶圆片有较好的平坦化效果.     

切割速度对硅片翘曲的影响

根据线切割机的工作原理,结合12英寸(1英寸=2.54 cm)单晶直径大、SiC磨削路线长和磨削发热量大的特点,制定了包括线速度、耗线量、砂浆温度、砂浆流量及各部分温度的工艺参数。根据单位时间内钢线的切割面积相等的理论设计了对称变化的切割速度曲线,又根据砂浆磨削能力的影响设计了非对称变化的切割速度曲线。用两种切割速度变化曲线进行了对比实验,根据实验结果确定在实际切割中必须考虑砂浆磨削能力的影响从而必须采用非对称的切割速度变化曲线。分析了影响线切割机加工质量的因素,并且给出了提高线切割机加工质量的改善方向。     

纳米级三氧化二铝对碱性钨抛光液的影响

研究了纳米级三氧化二铝颗粒的加入对以二氧化硅为磨料的碱性钨抛光液的影响。首先用单一因素法分析了三氧化二铝与二氧化硅质量比对原有碱性钨抛光液的去除速率的影响,以及氧化剂体积分数和pH值对抛光液去除速率的影响,取最优值,然后对添加三氧化二铝抛光液抛光后晶圆表面粗糙度进行了测试分析。实验结果显示在三氧化二铝与二氧化硅质量比为1∶2,二氧化硅水溶胶与去离子水体积比为1∶1,氧化剂体积分数为2%,pH值为9时,去除速率达到175 nm/min,较原有碱性钨抛光液提高约1倍,表面粗糙度为2.24 nm,能满足实际生产要求。     

硅片研磨表面状态的改善和研磨液的改进

在硅片研磨过程中,由于应力的积累和剧烈的机械作用,硅片表面损伤严重,碎片率增加.介绍了一种改进的研磨液,不但把剧烈的机械作用转变为比较缓和的化学-机械作用,还能起到其他较好的辅助作用并对其各成分作用,进行了理论分析.硅片表面状态得到了一定程度的改善,提高了生产效率.     

工艺条件对PTCR热敏陶瓷喷雾造粒粉体性能的影响

采用压力喷雾造粒的方式对BaTiO3系PTCR热敏陶瓷粉体进行喷雾造粒处理,研究了喷雾造粒过程中浆料组成和雾化条件对粉体性能的影响。研究结果表明：喷雾造粒过程中浆料粘度过高,雾化条件控制不当,都会使喷雾造粒粉体颗粒的团聚程度增加,影响粉体的松装密度和流动性,对生坯成型及材料烧结不利,考虑到料浆中粘合剂含量、固体物含量的综合影响,添加适量的分散剂可以降低料浆的粘度,控制适当的雾化压力,选用合适的喷雾直径与涡旋片组合可以获得理想的粉体。     

ULSI多层互连中的化学机械抛光工艺

介绍了化学机械抛光(CMP)技术在大规模集成电路多层互连工艺[1]中的重要作用,对CMP过程和CMP的影响因素进行简单分析。总结出CMP技术在多层互联平坦化中的优势,介绍目前常用互连材料中SiO2介质及其金属材料钨和铜的化学机械抛光常用分析机理,并简单介绍了各种互联材料常用的抛光液及抛光液的组分,对抛光液作了简单的对比。针对传统CMP过程存在的问题,分析了皮带式和固定磨料的CMP技术。     

Cu CMP工艺中新型低pH碱性抛光液稳定性的研究

Abstract： The stability of a novel low-pH alkaline slurry （marked as slurry A, pH = 8.5） for copper chemical mechanical planarization was investigated in this paper. First of all, the stability mechanism of the alkaline slurry was studied. Then many parameters have been tested for researching the stability of the slurry through comparing with a traditional alkaline slurry （marked as slurry B, pH = 9.5）, such as the pH value, particle size and zeta potential. Apart from this, the stability of the copper removal rate, dishing, erosion and surface roughness were also studied. All the results show that the stability of the novel low-pH alkaline slurry is better than the traditional alkaline slurry. The working-life of the novel low-pH alkaline slurry reaches 48 h.     

氯化钠晶体注入着色

用自制的电注入装置,对氯化钠（NaCl）晶体进行电注入并使之有效着色,在晶体中产生F色心、胶体（C）心和一些未知色心。采用3种不同条件对NaCl晶体进行电注入,详细研究了温度和电压对色心浓度的影响。研究结果表明,随着温度和电压的升高,色心的浓度增大,并且存晶体不同部位,相应色心浓度不同。