中国电子科技集团公司 第四十六研究所, 天津 300220
分析了金刚石线锯多线切割150 mm SiC晶片的表面形貌及质量, 通过测试SiC片Si面和C面的表面粗糙度(Ra), 发现C面Ra值约为Si面的2倍。在切割过程中晶片向Si面弯曲, 使锯丝侧向磨粒对Si面磨削修整作用更强, 从而使晶片Si面更加光滑。此外, 通过显微截面法测试了SiC晶片两面的损伤层深度。结果表明, Si面损伤层深度约为789 μm, 明显低于C面的138 μm, 显微镜下观察到截面边缘更加平整。该方法进一步证明了多线切割时晶片向Si面弯曲, 使锯丝侧向磨粒对Si面的磨削效果更强, 从而造成SiC晶片两面表面形貌和质量存在差异。
SiC晶片 表面损伤层 表面粗糙度 弯曲度 SiC wafer subsurface damage layer surface roughness Bow
1 苏州科技大学 物理科学与技术学院, 江苏 苏州 215009
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
3 苏州慧利仪器有限责任公司 江苏 苏州 215123
为了实现双面抛光晶圆总厚度变化(TTV)和变形程度中弯曲度(Bow)和翘曲度(Warp)的测量，提出了一种干涉测量方法。采用两个带有标准镜的菲索式相移干涉仪对晶圆正反面同时进行测量，将测量所得晶圆正反面形貌与未放置晶圆时两个干涉仪的空腔形貌进行组合运算，可得到不受标准镜误差影响的双面抛光晶圆的表面相关参数。在组合运算中，由于两个标准镜未精确对准会产生映射误差，影响相关参数的测量结果。针对这一问题，在晶圆测量之前，将三点定位装置固定在两个标准镜之间，基于三点定圆定理不断调整两个标准镜的位置，可使映射误差极小，进而减小映射误差对测量结果的影响。实验结果表明，50 mm晶圆横向和纵向的映射误差分别为21.592 μm和37.480 μm，TTV、弯曲度和翘曲度分别为0.198 μm、−0.326 μm和1.423 μm。为了进一步验证调整方法的有效性，采用单个干涉仪对晶圆进行翻转测量，由测量结果可知晶圆的TTV、弯曲度和翘曲度分别为0.208 μm、−0.326 μm和1.415 μm。所提干涉法在调整好两个标准镜的位置后，可以方便快速的用于大批量大尺寸晶圆的测量，提高了晶圆的检测效率，同时具有较高的测量精度。
干涉测量 双面抛光晶圆 误差分析 总厚度变化 翘曲度 弯曲度 interferometry double-sided polished wafer error analysis TTV bow warp
使用物理气相传输法(PVT)通过扩径技术制备出直径为209 mm的4HSiC单晶，并通过多线切割、研磨和抛光等一系列加工工艺制备出标准8英寸SiC单晶衬底。使用拉曼光谱仪、高分辨X射线衍射仪、光学显微镜、电阻仪、偏光应力仪、面型检测仪、位错检测仪等设备，对8英寸衬底的晶型、结晶质量、微管、电阻率、应力、面型、位错等进行了详细表征。拉曼光谱表明8英寸SiC衬底100%比例面积为单一4H晶型；衬底(004)面的5点X射线摇摆曲线半峰全宽分布在10.44″~11.52″；平均微管密度为0.04 cm-2；平均电阻率为0.020 3 Ω·cm。使用偏光应力仪对8英寸SiC衬底内部应力进行检测表明整片应力分布均匀，且未发现应力集中的区域;翘曲度(Warp)为17.318 μm，弯曲度(Bow)为-3.773 μm。全自动位错密度检测仪对高温熔融KOH刻蚀后的8英寸衬底进行全片扫描，平均总位错密度为3 293 cm-2，其中螺型位错(TSD)密度为81 cm-2，刃型位错(TED)密度为3 074 cm-2，基平面位错(BPD)密度为138 cm-2。结果表明8英寸导电型4HSiC衬底质量优良，同比行业标准达到行业先进水平。
8英寸SiC单晶衬底 物理气相传输法 X射线摇摆曲线 微管密度 翘曲度和弯曲度 位错密度 8inch SiC single crystal substrate physical vapor transport mehtod Xray rocking curve micropipe density warp and bow dislocation density
南京航空航天大学 能源与动力学院 航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室，江苏 南京 210016
设计了一种具有引射结构的挡板用以遮挡红外抑制器内部高温部件，同时挡板结构引射环境冷气对其自身表面降温，以大幅度降低红外抑制器红外辐射。采用数值模拟的方法研究了弓形挡板构型对红外抑制器气动性能、温度场与红外辐射强度空间分布的影响。结果表明：与无挡板结构(Case0)相比较，挡板结构将二元引射喷管的引射系数提高115%，红外抑制器的热混合效率增加273%，但红外抑制器总压恢复系数降低7%，红外抑制器3~5 μm波段壁面和气体辐射强度峰值分别降低46%和72%。与单层弓形挡板(Case1)结构相比，设计较优的双层弓形挡板(Case3)可以引射环境冷气，引射系数达到0.1左右，并将其冷端表面平均温度从638 K降低到415 K，红外抑制器3~5 μm波段壁面辐射强度峰值降低84%，气体辐射强度峰值降低80%。总体来看，弓形挡板冷端表面温度受双层弓形挡板内部引射气流、弓形挡板冷端下游滞止涡和二元混合管窄边出口附近的回流冷气三者共同影响。
红外隐身 排气系统 双层弓形挡板 二元混合管 infrared stealth exhaust system double bow-shaped baffle two-dimensional mixing duct 红外与激光工程
2022, 51(8): 20210659
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Technical Cybernetic, Samara National Research University, Samara 443086, Russia
2 Institute of RAS-Branch of the FSRC “Crystallography and Photonics”, RAS, 151 Molodogvardeiskaya, Samara 443001, Russia
We propose a highly refractive index sensor based on plasmonic Bow Tie configuration. The sensitivity of the resonator design is enhanced by incorporating a nanowall (NW) in a modified Bow Tie design where sharp tips of V-junction are flattened. This approach provides high confinement of electric field distribution of surface plasmon polariton (SPP) mode in the narrow region of the cavity. Consequently, the effective refractive index (neff) of the mode increases and is highly responsive to the ambient medium. The sensitivity analysis of the SPP mode is calculated for six resonator schemes. The results suggest that the NW embedded cavity offers the highest mode sensitivity due to the large shift of effective index when exposed to a slight change in the medium refractive index. Moreover, the device sensitivity of the proposed design is approximated at 2300 nm/RIU which is much higher than the sensitivity of the standard Bow Tie configuration.
Bow Tie configuration plasmonic sensor metal-insulator-metal waveguide refractive index sensor Photonic Sensors
2020, 10(3): 223
1 国网天津静海供电有限公司, 天津 301600
2 电子科技大学 信息与通信工程学院, 成都 611731
基于铌酸锂(LiNbO3)结构研制了一种采用马赫-曾德尔干涉仪与领结天线的、可用于纳秒强电磁脉冲测量的高精度电场传感器。通过实验对传感器性能进行了验证, 结果表明: 该传感器在对纳秒电磁脉冲上升时间、下降时间与脉冲宽度的测量中, 最大误差分别仅为3.9%、4.3%与0.3%, 测量数据线性度达到0.9991, 最小/最大可测电场强度分别达到3kV/m和50kV/m。
集成光学传感器 电场传感器 纳秒电磁脉冲测量 领结天线 integrated optical sensor electric field sensor nanosecond electromagnetic pulse bow-tie antenna
1 中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区 导弹工程系，河北 石家庄 050003
2 中国科学院半导体研究所 超晶格国家重点实验室，北京 100083
3 西安电子科技大学 宽带隙半导体技术国家重点学科实验室，陕西 西安 710071
4 首都师范大学 物理系 太赫兹光电子学教育部重点实验室，北京 100048
5 中国科学院半导体研究所 半导体集成技术工程研究中心，北京 100083
6 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
采用分子束外延技术制备了InP基HEMT样片，室温下样片迁移率达10 289 cm2/(V·s)。通过光刻、腐蚀、磁控溅射、点焊等工艺技术制备出了蝶形天线耦合的太赫兹探测器件。器件采用的蝶形天线经HFSS软件仿真优化后，天线S11参数为-40 dB，电压驻波比(VSWR)为1.15，增益可达6 dB，并与二维电子气沟道实现阻抗匹配。在VDI公司0.3 THz肖特基二极管太赫兹源辐照下进行器件测试，测试结果表明，室温下器件噪声等效功率(NEP)为40 nW/Hz1/2，探测响应度46 V/W，器件响应时间优于330 μs。
太赫兹探测器 高电子迁移率场效应晶体管 磷化铟 蝶形天线 分子束外延 terahertz detector HEMT InP bow-tie antenna excellent beam quality 红外与激光工程
2019, 48(9): 0919001
1 浙江师范大学 信息光学研究所 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室, 浙江 金华 321004
2 浙江师范大学 行知学院, 浙江 金华 321004
基于传统纵向蝴蝶结混合表面等离子体波导(BTHPW), 提出一种共水平面BTHPW集成光波导结构, 是由半导体硅肋和金属Ag肋两种波导对放在一个SiO2基底面上构成, 采用有限元法对其混合模式特征进行数值模拟, 分析该波导传播长度、归一化有效模场面积和品质因子等特性随波导几何尺寸的变化规律。结果表明, 该波导模式具有传播损耗较小同时又较强光限制能力的特点, 最长传播距离可达108μm, 最小有效模面积可达λ2/3000左右。该波导结构制作工艺简单, 并可应用于高灵敏度折射率传感器和微纳米光子集成器件等领域。
导波光学 混合表面等离子体 蝴蝶结 光子集成 有效模式面积 传播长度 有限元法 guided wave optics hybrid surface plasmon polarition bow-tie photonic integrations normalized mode area propagation length finite element method
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院, 北京 100191
在无人机软管式自动空中加油中, 受油机前扰波对于空中对接有着重要的影响。针对前扰波建模的迫切需求, 通过计算流体动力学(CFD)仿真, 得到受油机机头附近速度场数据, 基于此数据分析速度随位置的变化规律。以多项式的函数形式用最小二乘法拟合出速度沿x, y, z 3个轴向上的分布规律, 根据此规律推测出速度在机头横截面上的二维解析表达式, 再用多项式进行二维拟合, 接着用平面插值在满足精度的条件下求解出速度与三维位置坐标的解析表达式。最后对x, y, z 3个方向分别拟合插值并选取区域进行验证, 仿真结果表明了模型的有效性并且可以看出沿y轴方向进行插值误差最小。
无人机 空中加油 前扰波 多项式拟合 插值法 UAV air refueling bow wave polynomial fitting interpolation
