本文提出了两种沉积方法,用于生成具有PECVD反应器中“零”残留应力的SIN X层:高频模式下的混合频率和高功率(13.56 MHz)。传统上,混合频率模式通常用于产生低应力SIN X层,替代使用HF和LF模式。但是,由于LF模式的沉积速率较低,因此混合频率的组合沉积速率非常小,以产生同质的SIN X层。在第二种方法中,使用了高达600 W的高功率,也可能产生较低的残余应力(0-20 MPa),其沉积速率较高(250至350 nm/min)。较高的功率不仅会导致更高的气体解离速率,从而导致较高的沉积速率,而且在SIN X膜中带来了较高的n键,以及来自SIN X膜的较高体积膨胀的较高压缩应力,从而补偿了拉伸应力并产生低残余应力。此外,本文还研究了其他重要参数的影响,这些参数对残余应力和沉积速率有很大影响,例如反应剂气体流速和压力。通过使用最终优化的配方,基于低应激SIN X层成功制造了KOH和氮化硅悬臂的各向异性湿蚀刻层的掩蔽层。此外,还制造并测试了具有400nm孔的纳米孔膜。通过在纳米多孔膜顶部培养小鼠D1间充质干细胞,结果表明小鼠D1间充质干细胞能够生长良好。这表明纳米方膜可用作与活细胞接口的平台,成为生物分子分离的生物胶囊
氧化镓 Ga 2 O 3 是一种很有前途的半导体电子材料。近年来,对其性质和合成技术进行了广泛的研究 [1,2]。不幸的是,对其外延生长的研究只集中在一个狭窄的最佳条件范围内。具体来说,还没有发表过关于宽区间温度变化对沉积速率影响的数据。这些数据对于彻底了解金属有机气相外延 (MOVPE) 的机制、充分考虑整个反应器容积内的化学和物理过程以及优化外延反应器的几何形状是必需的。在本研究中,研究了 MOVPE 中 Ga 2 O 3 沉积速率对宽区间温度变化的依赖关系。将获得的结果与众所周知的 GaN 和金属镓 (三甲基镓的单独热解) 的依赖关系进行了比较。为了排除反应器设计和温度测量方法对结果的影响,我们在类似条件下直接在同一反应器中测量了这些依赖关系。与任何其他化学气相外延工艺一样,MOVPE 中的沉积速率对温度的依赖性也具有三个明显的部分。在低温下,沉积速率受表面化学反应速率控制。这种生长方式称为动力学受限方式。在最简单的情况下,阿伦尼乌斯曲线的线性部分与之相对应。在存在分子氢甚至原子氢的情况下,动力学部分向低温(与金属有机化合物的单独热解依赖性相比)移动,这些氢可能由 V 族氢化物提供。在较高温度下,沉积速率受组分向表面的传输控制。
摘要:同轴丝材激光金属沉积是一种多功能、高效的增材工艺,可在复杂结构的制造中实现高沉积速率。本文研究了三光束同轴丝材系统,特别关注了沉积高度和激光散焦对所得珠子几何形状的影响。随着沉积间隔距离的变化,工件照明比例也会发生变化,该比例描述了直接进入原料丝材和基材的能量比。在不同的散焦水平和沉积速率下沉积单个钛珠,并测量和分析珠子的纵横比。在实验设置中,发现散焦水平和沉积速率对所得珠子的纵横比有显著影响。随着离光束会聚平面的散焦水平增加,光斑尺寸增加,沉积轨道更宽更平。工艺参数可用于将沉积材料调整到所需的纵横比。在同轴丝材沉积中,散焦为丝材和基材之间的热量分布提供了一种调节机制,对所得沉积物有重要影响。
GEFERTEC arc405 线弧定向能量沉积 (Wire Arc DED) 系统 - 能够以五轴机器人系统控制的高沉积速率打印大型 (330 磅) 3D 金属部件
摘要 激光直接金属沉积 (DMD) 已发展成为一种在现有材料上沉积涂层的制造工艺,并在复杂精密部件的增材制造 (AM) 中被证明具有优势。然而,必须仔细确定适当的工艺参数组合,以使这种方法在工业上经济可行。本研究旨在提高不锈钢 EN X3CrNiMo13-4 的激光 DMD 的生产率。据此,讨论了激光功率 P、扫描速度 v、粉末流速 ̇ m 和光斑直径 s 等主要激光工艺参数对轨道几何形状和堆积率的影响。进行回归分析以推导主要参数组合与沉积速率之间的相关性。结果显示,对于长宽比、稀释度和沉积速率的几何特性,线性回归相关性良好,R 2 >0.9。使用线性回归方程构建的加工图展示了与沉积速率、长宽比和稀释度相关的适当工艺参数选择。
定向能源沉积(DED)添加剂制造(AM)可以减少成本,交货时间和材料浪费。它通过以高沉积速率融化和沉积材料来创建零件的能力来实现这一目标。成本,交货时间和材料浪费的减少对制造零件有重大影响。
摘要。通过等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 方法沉积薄膜是制造 MEMS 或半导体器件的关键工艺。本文全面概述了 PECVD 工艺。在简要介绍 PECVD 反应器的主要层及其应用(例如氧化硅、TEOS、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、非晶硅、类金刚石碳)之后,介绍了这些层。分析了工艺参数(例如腔体压力、衬底温度、质量流速、RF 功率和 RF 功率模式)对沉积速率、膜厚度均匀性、折射率均匀性和膜应力的影响。微机电系统 (MEMS) 和半导体器件的薄膜 PECVD 沉积的主要挑战是优化沉积参数,以实现高沉积速率和低膜应力,这在低沉积温度下是可能的。
20 世纪 70 年代末,Yasuda 进一步阐述了等离子体聚合的概念。[4] 在低 SEI 条件下,等离子体聚合物薄膜的沉积速率通常随能量输入线性增加,在较高能量下接近饱和。从沉积速率与 SEI 关系的总体趋势来看,高于表观活化能的行为可以用类阿伦尼乌斯方程来描述,以 SEI 代替温度。[5] 同时,该方法被证明适用于许多不同的单体,即可聚合分子,从而实现等离子体聚合。[6-11] 此外,该概念还包括使用功率调制,通过施加开/关脉冲来降低等离子体中的平均功率输入,旨在增强单体的结构保留。 [ 12,13 ] 同样,按照阿伦尼乌斯形式用 SEI 代替温度可能对等离子体转化、等离子体催化和等离子体喷射烧结有用 [ 14 – 16 ] — — 尽管这仍然是一个有争议的话题。[ 17 ]
摘要 激光直接金属沉积 (DMD) 已发展成为一种在现有材料上沉积涂层的制造工艺,并在复杂精密部件的增材制造 (AM) 中被证明具有优势。然而,必须仔细确定适当的工艺参数组合,以使这种方法在工业上经济可行。本研究旨在提高不锈钢 EN X3CrNiMo13-4 的激光 DMD 的生产率。据此,讨论了激光功率 P、扫描速度 v、粉末流速 ̇ m 和光斑直径 s 等主要激光工艺参数对轨道几何形状和堆积率的影响。进行回归分析以推导主要参数组合与沉积速率之间的相关性。结果显示,对于长宽比、稀释度和沉积速率的几何特性,线性回归相关性良好,R 2 >0.9。使用线性回归方程构建的加工图展示了与沉积速率、长宽比和稀释度相关的适当工艺参数选择。