[发明专利]一种基于半导体性质评价镀锡板表面钝化膜特性的方法

权利要求书

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N_a/N_d；

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；E_fb为平带电位；k为玻尔兹曼常数；T为温度，K；N_a：p型载流子密度；N_d：n型载流子密度；

c)当N_a/N_d1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≤N_a/N_d4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N_a/N_d≥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；

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N_a/N_d；

e)当N_a/N_d3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N_a/N_d≥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。