Al/CuO复合半导体桥设计及发火性能研究

摘要

为提高半导体桥的输出能量，本文通过理论分析选用Al/CuO作为含能材料，设计制作了两种桥型的Al/CuO复合半导体桥。在不同激励条件下对Al/CuO复合半导体桥进行电爆性能实验、高速摄影实验、测温实验和安全性实验，研究了Al/CuO薄膜对复合半导体桥电爆性能的影响规律，验证了Al/CuO薄膜用于提高半导体桥输出能量的可行性和有效性。主要得出以下结论:
　　(1)Al/CuO薄膜对多晶硅起爆过程没有影响，Al/CuO复合半导体桥电爆性能随激励条件改变的变化规律与多晶硅半导体桥一致。Al/CuO膜的导热系数较大，增大了热消散能量，导致Al/CuO复合半导体桥爆发时间增长，爆发消耗能量增大。
　　(2)在电容47μF，充电电压为30V、40V、50V条件下，Al/CuO复合尖角半导体桥爆发产物的空间尺寸和持续时间大于多晶硅半导体桥，输出能量显著提高。
　　(3)在高能量激励条件下，两种桥型的Al/CuO复合半导体桥爆发产物的温度明显高于多晶硅半导体桥，随着激励能量的增大，温度提升的幅度先增大后趋于定值。
　　(4)在低能量激励条件下，多晶硅爆发的等离子体能量相对较低，多晶硅层上沉积覆盖的Al/CuO膜对等离子成长有阻碍作用越明显，引起Al/CuO膜反应的面积较小输出能量提升效果不明显。
　　(5)Al/CuO复合尖角半导体桥可以通过1A1W5min实验，保持了尖角半导体桥较好的抗射频和抗杂散电流的能力，且经过1A1W5min实验后的复合尖角半导体桥能正常爆发，性能未受影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 复合半导体桥国内外研究现状

1．2．1 国外研究情况

1．2．2 国内研究情况

1．3 本文研究的主要内容

2 Al／CuO复合半导体桥的设计制备及表征

2．1 Al／CuO复合半导体桥的设计

2．1．1 分析计算和结构设计

2．1．2 样品制备

2．1．3 封装设计

2．2 Al／CuO含能薄膜的表征

2．3 本章小结

3 Al／CuO复合半导体桥电爆性能研究

3．1 电爆特性测试方法

3．2 实验结果

3．2．1 复合尖角半导体桥电爆性能测试结果

3．2．2 复合矩形半导体桥电爆性能测试结果

3．3 本章小结

4 Al／CuO复合半导体桥爆发输出特性测试

4．1 爆发瞬态过程测试

4．1．1 实验原理及设备

4．1．2 结果分析

4．2 Al／CuO复合半导体桥爆发产物温度测试

4．2．1 实验设备及原理

4．2．2 复合尖角半导体桥温度测试结果

4．2．3 复合矩形半导体桥温度测试结果

4．3 本章小结

5 Al／CuO复合半导体桥安全性研究

5．1 实验装置及原理

5．2 实验结果

5．2．1 1A1W5min实验记录与分析

5．2．2 1A1W5min对复合半导体桥电爆性能的影响

5．2．3 恒流作用下桥膜表面温度变化

5．3 本章小结

6 全文结论

致谢

参考文献