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原文传递一种基于半导体性质评价镀锡板表面钝化膜特性的方法

专利名称：	一种基于半导体性质评价镀锡板表面钝化膜特性的方法
摘要：	本发明属于镀锡钢板表面质量的生产控制技术领域，公开了一种基于半导体性质评价镀锡板表面钝化膜特性的方法，通过测试不同镀锡板表面钝化膜的Mott‑Schottky曲线来确定其半导体类型，再根据Mott‑Schottky方程算出载流子密度和受体/供体，进而评价有利于镀锡板表面涂饰性的膜成分比例。本发明操作简单、误差小，可表征不同钝化膜结构的镀锡板，根据不同的需求来调控镀锡板钝化膜组成，为镀锡板的实际生产提供了依据。
专利类型：	发明专利
申请人：	东北大学
发明人：	李建中;李旭东;兰剑;王鹏;李秀军;唐超;徐清亮
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN201911359955.5
公开号：	CN111141797A
代理机构：	大连理工大学专利中心
代理人：	陈玲玉
分类号：	G01N27/26;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/26
申请人地址：	110819 辽宁省沈阳市和平区文化路三巷11号
主权项：	1.一种基于半导体性质评价镀锡板表面钝化膜特性的方法，其特征在于，镀锡板表面膜的综合评价方法，包括步骤如下： a)配制电解液A，其中硼酸钠0.02～0.06mol·L-1、硼酸0.1～0.3mol·L-1、柠檬酸钠0.03～0.05mol·L-1、柠檬酸0.05～0.2mol·L-1、硫脲0.05～0.15g·L-1，控制电解液的pH值8～9；该电解液A为镀锡板表面膜综合评价的Mott-Schottky曲线测试溶液；将不同的镀锡板剪成相同大小的试样待用；使用电化学工作站，采用三电极体系，以饱和甘汞电极为参比电极，镀锡板试样为工作电极，石墨为对电极；试验参数为：电压-1.0～1.0V，振幅5～10mV，频率1～5kHz；测定Mott-Schottky方程曲线； b)数据处理根据测得的数据和Mott-Schottky方程，见公式(1)，算出电荷载流子密度N和Na/Nd；其中C为空间电荷层的电容，F·cm-2；e为电子电荷，1.602×10-19C；N为电荷载流子密度，cm-3；ε为铬钝化膜层的相对介电常数；ε°为真空介电常数，ε°＝8.854×10-12F·m-1；E为电极施加电位；Efb为平带电位；k为玻尔兹曼常数；T为温度，K；Na：p型载流子密度；Nd：n型载流子密度； c)当Na/Nd<1时，钝化膜偏向n-型半导体性质，其铬含量较低，钝化膜中铬主要以Cr(OH)3和CrOOH形式存在，锡主要以SnO2和SnO形式存在，镀锡板表面涂饰性中等；当1≤Na/Nd<4时，钝化膜偏向p-型半导体性质，其铬含量较高，钝化膜中铬主要以Cr2O3形式存在，锡主要以SnO2和SnO形式存在，镀锡板表面涂饰性优良；当Na/Nd≥4时，钝化膜呈现显著p型半导体性质，铬含量极少，且主要以Cr(OH)3形式存在，锡主要以SnO形式存在，镀锡板表面涂饰性较差。 2.根据权利要求1所述的一种基于半导体性质评价镀锡板表面钝化膜特性的方法，其特征在于，镀锡板表面膜SnO2/Cr2O3比的评价方法，包括步骤如下： a)准备1mol·L-1的NaOH和质量浓度30％的H2O2，将NaOH溶液与H2O2溶液按体积比1：5～7混合；将镀锡板置于常温的NaOH-H2O2混合溶液浸泡10～20min；该溶液促进SnO2形成，减少钝化膜中Cr(OH)3/Cr(OH)3·H2O、CrOOH的组成； b)配置电解液B，其中磷酸为pH调节剂、磷酸钠1～5g·L-1、醋酸钠1～3g·L-1，其pH值控制在6-8；该电解液B为镀锡板表面膜的SnO2/Cr2O3比Mott-Schottky曲线测试溶液； c)使用电化学工作站，采用三电极体系，以饱和甘汞电极为参比电极，镀锡板试样为工作电极，石墨为对电极；试验参数为：电压-1.0～1.0V，振幅5～10mV，频率1～5kHz；测定Mott-Schottky方程曲线； d)数据处理根据测得的数据和Mott-Schottky方程见公式(1)，算出电荷载流子密度和Na/Nd； e)当Na/Nd<3时，钝化膜偏向n-型半导体性质，与Cr2O3相比，钝化膜中以SnO2形式占主要比例，镀锡板表面涂饰性为良级；当Na/Nd≥3时，钝化膜偏向p-型半导体性质，与SnO2相比，钝化膜中以Cr2O3形式占主要比例，镀锡板表面涂饰性为优级。
所属类别：	发明专利