三结砷化镓太阳能电池外延层表面抛光技术研究

以空间用三结砷化镓(GaAs)电池外延表面抛光为研究对象,对抛光压力、抛光转速、抛光液pH等参数进行试验研究。研究结果表明:选用抛光压力40 g/cm^(3),采用55 r/min的转速,有效氯含量为5%的抛光液,对三结砷化镓太阳能电池外延表面有良好的抛光效果,可得到良好的表面颗粒度,即表面粗糙度小于0.4 nm、颗粒粒径大于0.2μm(含0.2/μm)的数量低于50个,颗粒粒径小于0.2μm的数量低于100个的外延片表面,为键合技术用于三结砷化镓太阳能电池的批量生产提供了可能。

石英晶片剪切增稠抛光优化实验

剪切增稠抛光(STP)是利用非牛顿流体抛光液在抛光过程中产生的剪切增稠效应实现工件表面高效、低损伤的抛光.本文以材料去除率和表面粗糙度作为评价指标;采用田口法对石英晶片剪切增稠抛光过程中的4个关键影响参数:抛光液转速、工件倾斜角度、磨粒粒度、磨粒质量分数进行优化实验分析,得到最优抛光参数组合以及各主要工艺参数对抛光效果的影响程度;通过实验验证了优化结果的可靠性.对于材料去除率,工件倾斜角度的影响最明显,抛光液转速次之,再次是磨粒质量分数,磨粒粒度影响最小;对于表面粗糙度,抛光液转速的影响最明显,工件倾斜角度次之,再次是磨粒质量分数,磨粒粒度影响最小.通过信噪比平均响应分析,材料去除率优化参数组合为:Al_2O_32 500#、磨粒质量分数18%、抛光液转速80 r/min、工件倾斜角度15°,石英晶片材料去除率最高达到12.25μm/h;石英晶片最佳表面粗糙度参数组合为:Al_2O_35 000#、磨粒质量分数18%、抛光液转速80 r/min、工件倾斜角度15°,抛光1 h后石英晶片表面粗糙度R_a由300.08 nm降低至4.26 nm.

小曲率透镜高效加工工艺的研究

在众多种类的光学元件中,球面光学元件的应用频率较高,小曲率半径透镜因其自身特点尤为突出,因此对小曲率半径透镜加工工艺的研究极有意义。文中采用SPM-60数控铣磨机对毛坯玻璃进行铣磨和精磨工序,以满足抛光工序对零件粗糙度和面形的要求;在此基础上采用SPS-60数控抛光机,对小曲率透镜进行抛光工序。通过正交试验,研究了抛光模转速、抛光模压力、抛光时间对零件面形的影响,并利用单因素实验确定了抛光小曲率透镜的最佳工艺参数。通过实验研究发现,在使用SPS-60数控抛光机对小曲率透镜抛光时,最佳的工艺参数为抛光模转速700r/min,抛光模压力0.16bar,抛光时间500s。

CMP工艺参数对TiO_2薄膜去除速率的影响

在TiO2薄膜化学机械抛光(CMP)加工过程中,TiO2薄膜的材料去除速率(MRR)非常重要。对抛光工艺参数进行了优化研究,CMP实验采用自主配制的碱性抛光液对TiO2进行抛光,研究了抛光压力、抛光液流量、抛光头转速和抛光盘转速对材料去除速率的影响。实验结果表明:在抛光压力为1 psi(1 psi=6 895 Pa)、抛光液流量为250 mL/min、抛光头转速为87 r/min、抛光盘转速为80 r/min的工艺条件下,TiO2薄膜去除速率达到61.2 nm/min,既节约了成本又保证了较高的材料去除速率。