电火花沉积 (ESD) 技术已用于在 9Cr 还原活化钢上涂覆铁铝化物涂层,该钢是用于聚变反应堆测试包层模块的结构材料。在 X 射线衍射技术、光学显微镜、扫描电子显微镜和纳米压痕硬度测量的支持下,对铝化物涂层以及界面区域进行了相位识别和微观结构分析。微观结构检查表明,通过 ESD 工艺处理的钢的近界面微观结构发生了显著变化。涂层/基材界面的基材侧由可能具有准非晶性质的软区和该界面下方的 M 23 C 6 型碳化物偏析富集区组成。然而,涂层显示出广泛的裂纹缺陷,需要将其去除才能可靠地评估其作为包层应用的阻挡层的适用性。
摘要 激光金属沉积 (LMD) 模拟对于增材制造工艺规划至关重要。本文介绍了 LMD 的 2D 加厚度非线性热模拟的计算实现,其中考虑:(i) 与温度相关的材料特性,(ii) 由于对流和辐射引起的热损失,(iii) 材料沉积过程中的几何更新,(iv) 相变和 (v) 激光与基材之间的相互作用。该实现计算与激光轨迹垂直的横切面上的温度场历史和焊珠积累的历史。材料沉积模型基于输送粉末的空间分布。本文介绍了对生长焊珠进行有效局部重新网格划分的数学和数值基础。将焊珠几何形状的数值估计与现有文献中的实验结果进行了比较。本模型对预测焊珠宽度(误差 15%)和焊珠高度(误差 22%)具有合理的精度。此实施为内部实施,允许纳入额外的物理效应。需要进行额外的工作来考虑基材上的粒子(热)动力学,这会导致大量的材料和能源浪费,进而导致在执行的模拟中高估实际温度和熔融深度。
通过 ALD 循环次数可以实现区域选择性沉积 (ASD)。然而,对薄膜生长的横向控制,即区域选择性沉积 (ASD),对于 ALD 来说要困难得多。尤其微电子应用需要 ASD 来满足制造要求,因为关键特征尺寸缩小到纳米级,而且通过自上而下的光刻方法进行图案化变得越来越具有挑战性。[2,3] 光刻掩模需要以纳米级精度对准,即使是最轻微的掩模错位也必然会导致边缘位置误差 (EPE)。在 ALD 中实现 ASD 的传统方法可分为三大类:1) 非生长区域钝化;2) 生长区域的活化;3) 使用固有选择性沉积化学。在类别 (1) 中,非生长区域用钝化自组装单分子层 (SAM) 或聚合物膜进行功能化。 [4,5] 通常,当前体吸附在非理想组装或部分降解的 SAM 上时,会发生选择性损失。吸附在 SAM 上的前体分子作为后续前体剂量的反应位点,从而丧失选择性。[2] 在下一个处理步骤之前,还必须完全去除钝化层。在类别 (2) 中,生长区域表面在 ASD 之前进行功能化,以实现薄膜生长。[6–7] 然后,薄膜仅沉积在功能化表面上,而其他区域保持清洁。这种方法规定了非生长和功能化生长表面上的薄膜成核的明显对比。因此,它主要限于金属 ALD 工艺,因为金属表面比其他表面更容易成核。此外,需要仔细控制剂量以维持生长选择性。由于 ASD 的活化层被 ALD 膜掩埋,因此下一个处理步骤可以直接进行。在类别 (3) 中,即固有选择性 ALD,选择性完全由前体与基底上不同材料表面之间的反应决定。在正在制造的薄膜器件结构表面上,不同的材料暴露于 ALD 前体,但薄膜仅生长在某些优选材料上,从而定义生长区域。这是真正的自下而上的处理,将整体图案化步骤减少到最低限度。由于图案自对准,因此排除了 EPE。出于这些原因,(3) 是 ASD 的一个非常有吸引力的选择,但控制表面化学以在几个 ALD 循环中保持 ASD 极具挑战性。因此 (3) 主要限于金属的 ASD。[8–9]
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1 罗格斯大学机械与航空航天工程系,新泽西州 08854 2 罗格斯大学生物医学工程系,新泽西州 08854 * jonathan.singer@rutgers.edu
I. 引言 工业界、研究机构和学术界使用专门的辐照设备对微电子元件进行辐照试验,以研究单粒子效应 (SEE)。具体来说,散裂设备试图重现感兴趣的辐射环境,获得超过数百 MeV 的能量范围。只有大型加速器才能达到如此高的能量,因此全球范围内的可用性有限。在欧洲,用于微电子测试的两种散裂设备是啁啾辐照 (ChipIr) 和欧洲核子研究中心高能加速器混合场 (CHARM)。ChipIr 是英国卢瑟福·阿普尔顿实验室的光束线,它利用 ISIS 加速器的 800 MeV 质子在钨靶上的散裂来产生类似大气的中子束 [1]。 CHARM 是位于瑞士 CERN 的设施,它使用 PS 加速器的 24 GeV 质子作用于铜靶,产生高能强子混合场,主要为中子,但也包括质子、介子和 K 介子 [2]。根据辐射场的性质,ChipIr 主要用于地面或飞行高度测试,而 CHARM 则专用于加速器或太空应用。两者需要进行详细交叉校准的原因
(Å) 旋转 Pristine 52776 ± 0.24 90.00 ± 3.4 540 ± 5.14 旋转 1% DMSO 15098 ± 0.26 4.92 ± 4.8 168 ± 2.10 旋转 3% DMSO 11700 ± 0.13 200.00 ± 0.02 10000 ± 8.1 旋转 5% DMSO 7500 ± 0.03 12.00 ± 1.7 12 ± 0.03 喷雾 Pristine 100000 ± 596 9.00 ± 3.2 810 ± 8.3 喷雾 1% DMSO 29117 ± 754 4.46 ± 4.1 3416 ± 6.47 喷雾 3% DMSO 22788 ± 459 82.00 ± 1.59 9102 ± 4.89 喷雾 5% DMSO 15000 ± 0.03 50.00 ± 0.01 750 ± 0.01
• 密封封装价格昂贵(定制)、笨重、占用大量空间 • 传统保形涂层的介电常数会严重影响射频电路性能(不能直接应用于有源元件) • 高频射频和微波设备仅与密封封装兼容或根本没有保护 • 没有可行的替代方案来替代密封封装 • 关键问题:– 射频兼容性 – 环境保护 – 成本效益 – 可扩展性
和压力,并在每次前体暴露之间进行吹扫循环。[3] 需要彻底了解以选择前体、基材和发生自饱和沉积的温度窗口。之前已全面介绍了 ALD 类型和前体化学,重点是金属硫化物及其应用。[4] 本综述重点介绍 ALD 生产的薄膜中的界面相互作用。术语“界面”是指两相之间的边界——前一层结束和下一层开始的分离边界。理想情况下,这两层在化学上不具有相互作用,界面充当向下一种材料的突然转换。然而,在实践中,接触区域中的物理、化学和电子相互作用是不可避免的。这些相互作用引起的各种现象为与界面相关的研究开辟了新的途径。例如,最明显的相互作用可能是涉及晶格的相互作用。Short 等人。 [5] 报告称,他们在沉积 ZnS 和 Cu x S 多层薄膜的过程中发现,薄膜的结构取决于最先沉积的材料:Cu 2 S 主要呈现单斜结构,而 CuS 和 ZnS 则呈现六方取向。[6]