基于AFM单晶硅台阶线边缘粗糙度、顶表面和底表面粗糙度的测量

采用原子力显微镜以TOP-DOWN方式测量单晶硅刻线单侧形貌。提出以单次扫描线上5个最低测量值的平均值为高度参考点且各条扫描线参考高度在统计意义下相等,校正(原子力显微镜)AFM压电驱动器高度方向非线性。通过NIST高度算法和直方图方法相结合确定样本边缘表面、顶表面和底部表面范围。顶表面和底表面各扫描线的功率谱密度(PSD)、均方根值(RMS)基本一致。对于边缘粗糙度而言,RMS随测量高度增加而减小;PSD随高度增加主导频率范围略有降低但变化不明显。

透明基底表面双向反射分布函数及粗糙度特性研究

采用双向反射分布函数定量分析透明基底表面粗糙度,考虑到透明基底第二个界面的影响,从不透明基底双向反射分布函数入手,推导了实际测量的透明基底表面双向反射分布函数的表达式.依据此理论提出了通过分别测量两个表面的散射强度来联立求解透明基底实际表面反射分布函数和表面粗糙度谱的新方法.并将此结果与用原子力显微镜测量所获得的结果进行了比较,两者吻合较好.

利用功率谱密度函数表征光学薄膜基底表面粗糙度

光学表面的表面粗糙度通常利用两个传统参数方根粗糙度σ和相关长度l来进行表征。主要就如何引入功率谱密度函数(PSD)表征表面微观形貌进行了初步研究。说明了一维和二维功率谱密度(PSD)函数的数学计算方法、PSD函数的物理意义,同时给出了PSD函数与传统的表面评价指标σ和l之间的关系。利用不同仪器对多种样品进行测试,在分析比较测试结果的基础上,总结了利用PSD函数评价光学表面粗糙度的优点。功率谱密度函数作为一个全面的光学表面评价参数,正得到越来越广泛的重视和应用。

衬底材质及表面粗糙度对SnO_2薄膜结构的影响

SnO2透明导电膜的光学、电学特性与它的结构密切相关.研究了衬底材质及表面粗糙度对薄膜结构的影响.结果表明:衬底材质影响薄膜晶粒大小、致密度及优势面;表面粗糙度影响薄膜结晶难易程度和致密度.

表面粗糙度和基底效应对有机涂层纳米压入测试结果的影响

为了研究表面粗糙度和基底效应对有机涂层纳米压入测试结果的影响,选择了基板相同、涂层厚度相同但材料不同的三种有机涂层样品进行表面粗糙度扫描和纳米压入测试。结果表明:纳米压入测试的基底效应受材料的影响,对于不同材料的涂层,基底效应出现的压入深度也不同;同种类型的涂层表面粗糙度越小,其纳米压入硬度值越低,同时表面粗糙度的降低使得纳米压入测试结果的重复性提高。

降低QS140C筒芯槽底表面粗糙度的方案

实际生产中,QS140C筒芯内沟槽槽底表面粗糙度值大于等于Ra3.2μm,其表面质量较差密封效果不好,从而造成了起升减速机漏油的现象。因此,分析QS140C筒芯的加工工艺和加工方法,并提出一些改进方式,以提高槽底的表面质量和使用性能,解决起升减速机漏油的问题。

DC Plasma Jet CVD金刚石自支撑膜体结构的控制生长及其表面粗糙度的研究

在 100kW级DCPlasmaJetCVD设备上,采用Ar H2 CH4 混合气体,通过控制工艺参数,在Mo衬底上获得不同占优晶面和应力状态的膜体结构。研究表明:不同取向的晶面在膜体中的分布不同,但各晶面随沉积温度的变化规律是相似的,在 900℃左右容易获得较大的(220)晶面占优的膜体结构;薄膜的内应力沿晶体生长方向逐渐减小,且随沉积温度或甲烷浓度的增大而增大;具有高取向度的膜体将获得较为平整的表面。

底膜表面粗糙度对Pebax/PAN复合膜性能的影响

采用粗糙度仪对聚丙烯腈(PAN)底膜表面粗糙度进行表征,研究了PAN底膜表面粗糙度对聚酰胺-聚醚嵌段共聚物(Pebax)复合膜性能的影响.发现在考察的范围内,涂层液浓度与底膜表面粗糙度共同作用,影响复合膜的分离性能.Pebax复合膜的CO_2/N_2选择性随底膜表面粗糙度的增加而下降,且选择性数据的波动也随之增大.

陶瓷基体表面粗糙度对Ni-Cr薄膜换能元性能的影响

研究了Al2O3(95%)陶瓷基底的粗糙度对Ni-Cr(80/20)合金薄膜及薄膜换能元性能的影响。利用磁控溅射法在不同粗糙度的基底上制备了Ni-Cr合金薄膜。通过扫描电镜、划痕法、4探针法对薄膜的微观结构、附着性能、电性能进行了研究。根据D-最优化法测定了基底粗糙度不同的薄膜换能元爆发电压、爆发电流。结果表明:随着基底粗糙度的增大,薄膜颗粒度增大,结构缺陷增多,电阻率增大,Ni-Cr薄膜附着力变大;基底粗糙度不同的样品随着刺激量的增大,爆发时间的差别逐渐缩小,当充电电压达到37 V时其爆发时间均接近20μs.

磁控溅射法制备五氧化二钒薄膜的表面粗糙度研究

V_2O_5是一种具有热致相变特性的新型非线性光学材料,被广泛应用于激光致盲防护领域。V_2O_5薄膜的表面粗糙度是影响其性能的重要因素。本文采用磁控溅射镀膜的方法在蓝宝石表面制备V_2O_5薄膜,通过控制氧氩比以及衬底温度,探究V_2O_5薄膜表面粗糙度与这两个因素之间的关系。实验表明,衬底温度较低(约300℃)时,表面粗糙度较小,且随氧含量变化不大;衬底温度较高(400℃以上)时,随着氧含量的增加,表面粗糙度变大。同时,当氧分压一定时,随着衬底温度的提高,薄膜的表面粗糙度也增大。

硬脆性材料用柔性磨具研磨的加工表面粗糙度建模

通过分析磨粒与工件表面的作用过程,建立了硬脆性材料柔性磨具加工表面粗糙度的理论预测模型。以橡胶结合剂金刚石研磨盘为柔性磨具、蓝宝石衬底为工件,在不同弹性模量、磨粒浓度、磨粒粒度和研磨压力下开展研磨试验,将不同研磨条件下的表面粗糙度试验值与理论预测值进行比较,发现试验结果与理论模型预测结果的趋势一致,且预测误差为7.71%~10.1%,验证了所建立理论模型的可靠性。

图案化GaAs衬底外延InP局域表面成核层生长

使用光学显微镜、原子力显微镜和微区喇曼光谱对在纳球光刻图案化GaAs衬底的孔洞区进行金属有机化学气相沉积(MOCVD)进而对InP成核层进行了研究。实验结果表明,该局域表面InP的成核层生长和孔洞的大小、方向、位置关系不大,与MOCVD的生长条件相关。与渐变缓冲层生长相比,在InP的成核层中没有出现穿透位错,其结晶质量随着温度的升高而提高,但其表面粗糙度会随着温度的升高而增加,这个现象可能和它的3D岛状生长有关。AFM测试结果表明,提高V/III比可以在较低的温度下抑制其表面粗糙度降至纳米量级。微区喇曼光谱测试表明,在适当条件生长下可获得InP成核层的二维生长方式。该研究为进一步基于ART机理在二维图案化GaAs衬底开展InP异质外延研究奠定基础。

不同种类表面活性剂对a面蓝宝石衬底CMP的影响

研究了在抛光液中分别添加非离子表面活性剂异辛醇聚氧乙烯醚(JFCE)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸(LAS)和阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)对a面蓝宝石衬底化学机械抛光(CMP)去除速率和表面状态的影响。通过对抛光液中磨料粒径和Zeta电位的分析可知,JFCE、LAS对粒径和Zeta电位影响不大,DTAC对粒径和Zeta电位有一定影响,当DTAC体积分数增加到0.5%时,抛光液中会出现凝胶现象。采用原子力显微镜、接触角检测仪对CMP后蓝宝石表面状态进行了分析和表征,结果表明,在一定浓度范围内三种表面活性剂均有助于提高蓝宝石去除速率和降低表面粗糙度,当其体积分数均为0.4%时,使用添加DTAC的抛光液时a面蓝宝石的去除速率最大、表面粗糙度最低,更有利于衬底表面的洁净化。

碱性CMP表面活性剂对硅衬底表面状态的影响

主要研究了硅衬底碱性精抛液中表面活性剂对硅衬底表面粗糙度、表面缺陷以及抛光雾的影响。实验结果表明，随着硅衬底精抛液中表面活性剂体积分数由0％增加到1％，表面粗糙度和表面缺陷数量都呈现出迅速降低的变化趋势，表面活性剂对降低表面粗糙度和减少表面缺陷效果明显。但是当表面活性剂体积分数大于5％时，抛光后硅衬底的表面粗糙度和表面缺陷数量都略有升高。表面活性剂体积分数为5％时，表面粗糙度及表面缺陷数量最小。由抛光雾实验可以看出，随着表面活性剂体积分数的增加，硅衬底精抛后的抛光雾值先降低后升高，进一步验证了当表面活性剂体积分数为5％时，抛光后硅衬底的表面状态最好。

提高船用柴油机油底壳铸件表面质量的方法

介绍了6C船用柴油机油底壳的铸件结构及技术要求。用原工艺生产的铸件存在表面粗糙不良品率高的问题,分析了表面粗糙的原因及有关影响因素。为提高大型壳体类铸件的表面质量,采取了以下措施：（1）用再生砂代替擦洗砂,使用醇基石墨涂料,采取分层2次刷涂工艺;（2）通过将w（P）量从不大于0.035%提高到0.048%~0.070%,提高铁液流动性,将浇注温度由1 430℃降到1 375℃;（3）加强操作工艺管理,严格控制脱模时间、上涂料时间以及开箱时间。结果显示：铸件表面粗糙度得到改善,凸台和底面粘砂情况也得到明显改善,6C油底壳不良品率下降到32%,超过了车间预定的指标43%,减少了清理工序的工作量,降低了铸件人工成本。

硅衬底温度对电子束蒸发钛薄膜性能的影响

采用电子束蒸发法在硅衬底表面制备Ti薄膜。采用台阶仪、原子力显微镜、反射率测试仪、四探针电阻测试仪和应力测试仪分析了在不同衬底温度下所得Ti薄膜的厚度、表面粗糙度、镜面反射率、方块电阻和残余应力。结果表明,随着衬底温度从25℃升高到200℃,Ti薄膜的厚度、方块电阻和残余应力逐渐降低;表面粗糙度先减小后增大,镜面反射率则先升高后降低。

粗糙表面锻件超声波检测

大型锻件的生产过程中,为了保证质量,减少废品的产生。运用超声波检测的手段在生产过程中进行质量控制,可以起到为了保证产品的质量,减少废品的产生的目的。生产过程中的超声探伤主要遇到的问题是表面粗糙对检测的影响,经对比试验和分类归纳的方法,取得较好的效果。

磁控溅射AlCrFeNiTi高熵合金薄膜的组织和表面形貌

用直流磁控溅射法在单晶硅片上制备了AlCrFeNiTi高熵合金薄膜,采用X射线衍射仪、扫描电镜和原子力显微镜考察了溅射参数对薄膜结构及表面形貌的影响。结果表明,当溅射功率一定,随着衬底温度升高,AlCrFeNiTi高熵合金薄膜由非晶向2个BCC相转变,衍射峰强度也随之增大,同时薄膜的结晶度提高,晶粒尺寸增大,导致薄膜粗糙度增加。当衬底温度一定时,随着溅射功率增大,X射线衍射峰强度大幅度上升,薄膜表面晶粒迅速长大,但因为溅射功率过大会导致表面形成缺陷,所以表面粗糙度先减小后增大。

激光辅助水射流微铣削单晶β-Ga_(2)O_(3)衬底的实验研究

氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))是一种新型高性能半导体材料,由于其易解理、高脆性、导热性差和各向异性等特点,在传统的精密加工和激光加工过程中易产生微裂纹,这极大地制约了氧化镓单晶的应用。激光辅助水射流加工集成了激光加工效率高、精度高以及水射流加工不产生热损伤的优势,能实现硬脆材料的近无热损伤加工,在半导体晶圆加工领域具有良好的应用前景。对激光辅助水射流微铣削单晶β-Ga_(2)O_(3)衬底进行了全因素实验研究,结果表明,工艺参数对微槽深度和微槽底部表面粗糙度具有显著影响,通过工艺参数优化,激光辅助水射流加工能获得低表面损伤、底部平整且表面粗糙度低(Ra<1μm)的微槽。

蒸发速率对硅衬底电子束蒸发钛薄膜性能的影响

采用电子束蒸发法在硅衬底表面制备Ti薄膜。采用原子力显微镜、四探针电阻测试仪和应力测试仪分析了在不同蒸发速率下所得Ti薄膜的表面粗糙度、方块电阻和残余应力。结果表明,随着蒸发速率从0.1 nm/s升高到1.0 nm/s,Ti薄膜的表面粗糙度和方块电阻逐渐降低。不同蒸发速率下所得Ti薄膜的残余应力均为压应力,并且随蒸发速率的升高而增大。