M_1和M_3歧化反应的理论研究-II.BCl_3的催化作用

将工业废料一甲基三氯硅烷通过歧化反应转化为用途广且用量大的有机硅单体(二甲基二氯硅烷)是一种较好方法.笔者曾经对该反应的机理做过前期研究.本文用DFT方法对BCl3催化的该歧化反应进行了理论计算,得出了各物质的几何构型参数;对过渡态作了振动分析,并得出了反应的IRC途径曲线.这一切能较好解释BCl3的催化作用.

GaN基光栅的干法刻蚀工艺

研究了基于BCl_(3)/Cl_(2)电感耦合等离子体(ICP)刻蚀对氮化镓基分布式反馈激光器中光栅的刻蚀,详细研究了刻蚀气体BCl_(3)/Cl_(2)流量比和压强对刻蚀台面侧壁的粗糙度、陡直度以及刻蚀速率的影响,发现以SiO_(2)作为硬掩膜,刻蚀速率、台面侧壁粗糙度以及陡直度随着刻蚀气体BCl_(3)/Cl_(2)流量比以及压强变化有着显著变化。保持ICP功率和射频功率分别为300 W和100 W,当刻蚀气体BCl_(3)/Cl_(2)流量比为1、压强为1.33 Pa(10 mTorr),最终得到200.6 nm/min的可控刻蚀速率、倾角85.3°且光滑的台面侧壁,实现了在保证光栅侧壁光滑的同时提升侧壁倾角。陡直且光滑的光栅对于提升氮化镓基分布式反馈激光器的器件性能及其稳定性非常重要。

BCl_(3)同位素分离中二聚体的浓度

在激光辅助凝聚抑制同位素分离的过冷超饱和超声速气流中,同位素分子BCl_(3)与载气原子(稀有气体原子RG:He,Ne,Ar,Kr,Xe)间的接触碰撞形成二聚体BCl_(3):RG,二聚体浓度与温度等参数的关系对同位素分离中参数调控与选择具有重要意义.本文基于分子间相互作用解析势函数,考虑二体、三体碰撞诱导的二聚体缔合与解离,给出了BCl_(3):RG二聚体浓度随绝对温度变化的关系.结果表明:二体碰撞在BCl_(3):RG形成中占据主导,在BCl_(3)初始摩尔分数为0.01-0.10内,BCl_(3):RG二聚体浓度随BCl_(3)初始摩尔分数变化大致呈线性关系,初始摩尔分数不仅决定理论上二聚体浓度的极限值,还主导了低温区二聚体浓度;在超声速流气室温度为20 K左右时,采用较重的惰性气体Kr形成二聚体的浓度最大,同时给出了不同温度区间各种载气对应的二聚体浓度大小;进一步,通过二聚体中有效解离能和伸缩振动频率等参数的变化,在分子尺度上利用简单模型解释了激光辅助凝聚抑制的内在微观机制.

BCl_(3)分子振动频率的同位素效应

利用密度泛函B3LYP方法与耦合簇CCSD方法,结合全电子高斯基函数,计算了^(10)BCl_(3)和^(11)BCl_(3)分子的基态平衡几何和谐振频率,进而得到了分子伸缩振动模式的同位素位移.计算检验了芯-价电子关联、标量相对论效应,以及基组外推对分子几何结构、振动频率和同位素位移的影响;结果表明,高阶修正效应对同位素位移的影响很小,并分析了其原因.同时得到了不同Cl/B同位素分子体系的同位素位移.研究对激光分离同位素技术中激光中心波长的选择具有重要参考意义.

基于BCl_(3)源的低压硼扩散设备及工艺研究

以BCl_(3)为掺杂源的低压硼扩散炉是N型TOPCon太阳能电池重要制造设备之一,其工艺过程具有气体输送控制难、工艺气体腐蚀性强、反应洁净度要求高、尾气高温等特点。针对这些特点本文通过优化气路系统、增加气路伴热,保证BCl_(3)精准稳定;同时采用全石英炉门,增加背水冷法兰和风冷法兰,有效杜绝了金属离子污染,提高了太阳能电池的少子寿命及效率;另一方面通过全包裹水冷设计、双滤芯过滤以及水洗功能,滤芯更换周期及真空泵使用寿命提高了1倍。此外本文也研究了不同插片方式下扩散方阻及不良率,相比顺气流竖直插片方式,水平插片方式同一小舟内上中下硅片的扩散方阻极差大,制成电池后黑边不良比例低。