Cu-Zr／ZrN薄膜体系的电阻率和纳米压入研究

采用磁控溅射方法在Si(111)基片上沉积Cu-Zr／ZrN薄膜体系作为扩散阻挡层。通过比较Cu-Zr／ZrN薄膜体系和三元非晶(Mo，Ta，W)-Si-N的电阻率，同时比较Cu-Zr／ZrN薄膜体系和Ta，TaN的硬度，说明作为扩散阻挡层的材料的选取，应从整体性能上考虑，而不能仅仅考虑热稳定性等单一指标。     

铜互连多层膜系中自对准CuSiN层的微结构及其热稳定性

通过等离子体与Cu膜表面的分步反应合成了厚约4 nm的CuSiN自对准层.采用高分辨透射电子显微术(HRTEM)、纳米电子束探针能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)表征CuSiN和Si/SiO2/TaN/Ta/Cu(CuSiN)/SiC:H/SiOC:H多层膜基体系的微结构和热稳定性.表明CuSiN层两侧分别出现SiN和Cu(Si)层,显著提高Cu/SiC:H/SiOC:H结构的热稳定性,其机制是在500℃退火温度条件下CuSiN层仍能够稳定存在,从而阻碍了Cu原子向SiC:H/SiOC:H介质薄膜体内的扩散.     

双层辉光等离子体氮化制备梯度Ti-N陶瓷层的技术和机理

采用双层辉光等离子氮化技术对纯钛进行处理,原位合成了Ti-N梯度陶瓷层,以满足耐磨性和生物相容性的要求.结果显示,Ti-N陶瓷层主要有ε-Ti2N,δ-TiN和α-Ti(N)相组成,成分和显微硬度随试样处理层深度成梯度变化.对双辉等离子氮化原位形成Ti-N层的过程和机理进行了探讨.分析显示,与传统热氮化相比,空心阴极等离子氮化由于电子振荡作用,电流密度大,导致气体离化率高、氮势增加,扩散驱动力增强,从而使梯度层加厚、渗氮效率提高.     

高熵合金AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7扩散阻挡层的制备与性能研究

目的 验证15 nm厚度AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7的势垒层热稳定性和扩散阻挡性能。方法 采用直流磁控溅射技术在n型Si(111)基片上真空溅射沉积15 nm的AlCrTaTiZrRu(3 nm)/(AlCrTaTiZrRu)N0.7 (12 nm)双层阻挡层,随后在双层AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7薄膜的顶部沉积50 nm厚的Cu膜,最终制得Cu/AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7/Si复合薄膜试样。将样品在真空退火炉中分别进行600~900 ℃高温退火30 min,以模拟最恶劣的应用环境。用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、四探针电阻测试仪(FPP)以及原子力显微镜(AFM)对试样的表面形貌、物相组成、化学成分、方块电阻和粗糙度进行表征分析。结果 沉积态AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7薄膜呈现非晶结构,与Cu膜和Si衬底的结合良好。在800 ℃退火后,Cu/AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7/Si薄膜系统结构完整,膜层结构界面之间未出现分层现象,表面Cu颗粒团聚现象加剧,Si衬底和Cu膜表面未发现Cu-Si化合物生成,薄膜方阻保持在较低的0.070 ?/sq;900 ℃退火后,薄膜系统未出现层间分离和空洞现象,Cu膜表面形成孤立的大颗粒Cu-Si化合物,薄膜电阻率大幅上升。结论AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7双层结构在800 ℃退火后仍能有效抑制Cu与Si相互扩散,其非晶结构增强了Cu/HEA/HEAN0.7/Si体系的热稳定性和扩散阻挡性。     

立方相成分对梯度合金结构的影响——理论计算及实验研究

通过理论计算和实验研究了x(Ti)/x(Ta+Nb)比值对梯度层厚度、表层化学成分分布的影响。利用DICTRA扩散动力学软件对合金表层各相含量以及各组元成分随距离的分布进行了计算机模拟;采用SEM观察梯度层的显微结构,利用EDS对不同成分合金进行了合金表面组元成分分布测定。结合理论计算与实验结果,分析了烧结过程中尤其是固相烧结阶段N分解程度对梯度厚度的影响,以及立方相成分对梯度厚度、表层化学成分分布的影响。计算结果和实验结果表现出良好的一致性。计算结果表明其它成分一定时,梯度厚度随着x(Ti)/x(Ta+Nb)比例的升高而下降;实验结果显示N含量相同时,x(Ti)/x(Ta+Nb)比例越高,烧结过程中N损失越大;梯度层内液相含量随着x(Ti)/x(Ta+Nb)比例增大而升高,同时,梯度层毗邻区Co含量及Ti含量受梯度层厚度及立方相成分的影响。     

Cu互连中Ta-Si-N/Zr阻挡层热稳定性的研究

用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备Ta-Si-N(10 nm)/Zr(20 nm)双层结构的扩散阻挡层.Cu/Ta-Si-N/Zr/Si样品在高纯氮气的保护下从600至800℃退火1 h.通过四探针电阻测试仪(FPP)、SEM、XRD和AES研究Cu/Ta-Si-N/Zr/Si系统在退火过程中的热稳定性.结果表明:沉积到Zr膜上的Ta-Si-N表面平坦,为典型的非晶态结构;Cu/Ta-Si-N/Zr/Si样品650℃以上退火后Zr原子扩散到Si中形成的ZrSi2能有效地降低Ta-Si-N与Si之间的接触电阻;Ta-Si-N/Zr阻挡层750℃退火后仍能有效地阻止Cu的扩散.     

AlCrTaTiZrV高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备及其热稳定性

为研究氮气含量的变化对AlCrTaTiZrV高熵合金薄膜性能的影响,检验在最佳氮气含量下厚度为15 nm的(AlCrTaTiZrV)N扩散阻挡层的热稳定性。采用直流磁控溅射设备在N型Si(111)基底上溅射不同氮气含量的高熵合金氮化物;选取最佳氮气含量为制备条件,在硅基底上沉积15 nm厚的AlCrTaTiZrVN₁₀高熵合金氮化物为扩散阻挡层,并在阻挡层顶部沉积50 nm厚度的Cu膜,最终形成Si/AlCrTaTiZrVN₁₀/Cu三层堆叠结构。利用真空退火炉将Si/AlCrTaTiZrVN₁₀/Cu薄膜体系在500 ℃下进行不同时间的退火处理,用以模拟恶劣的工作环境。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)及四探针电阻测试仪(FPP)对试样的表面形貌、粗糙度、物相组成及方块电阻和进行表征。试验结果为:当氮气含量低于10%时,高熵合金氮化物薄膜为非晶结构。当氮气含量为20%时,高熵合金氮化物薄膜呈现FCC结构,并随着氮气含量的增加,薄膜的结晶性得到提高。薄膜表面的粗糙度在氮气含量为10%时最低,R_a仅为0.124 nm。三层堆叠结构500 ℃退火8 h后,Cu表面发生团聚,薄膜的方阻维持在较低的0.070 Ω/□,且并未发现Cu-Si化合物。厚度为15 nm的非晶结构AlCrTaTiZrVN₁₀薄膜在500 ℃退火8 h后,依旧可以抑制Cu的扩散,表现出了优异的热稳定性及扩散阻挡性能。     

基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计

随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性(不发生互扩散反应)和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。     

扩散阻挡层对Cu-Zr纳米合金膜电阻率与残余应力的影响

用磁控溅射和离子束溅射共沉积的方法分别在以单晶硅为基体的TiN,TaN,ZrN扩散阻挡层上沉积了Cu-Zr合金膜,膜在400℃氮气中退火1h.结果表明扩散阻挡层对膜的晶体取向、电阻率和残余应力有很大影响.沉积态的膜具有强的（111）取向,且峰型严重展宽;退火后峰型明显锐化,出现（200）等晶体取向;对应TiN,TaN;ZrN三种扩散阻挡层,膜的电阻率在沉积态时分别达108,327和478μΩ·cm,退火后降至正常的数个μΩ·cm;扩散阻挡层亦可明显降低膜的残余应力,无扩散阻挡层时膜的退火应力达475MPa,有ZrN扩散阻挡层后退火应力降至149MPa.     

用氮化处理改良（Ti，W）（C，N）／Co硬质合金次表面层显微组织

本工作研究了氮化处理(Ti,W)／Co硬质合金形成功能梯度硬质合金的进展。工业(Ti,W)(C,N)／Co硬质合金在N2压力高达25bar被加热到高(1500℃)或低(1200-1300℃)于共晶温度。在高于共晶温度退火，Ti(C，N)试样表层或多或少形成了梯度显微组织而与试样成分无关。在低于共晶温度退火，观察到显微组织形态主要受试样的成分所控制。Ti(C，N)表面扩散层形成由表及里N／C比由高到低呈梯度变化。相反，没有经改善的所有成分合金都类似地形成反应区域而没有形成梯度层。对于高含量Ti(C，N)梯度扩散层的经改善的刀具切削寿命提高10倍。     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

阿那其根醇提取物对两种炎症模型作用机制研究

目的: 研究阿那其根醇提取物(EERAP)对二甲苯致小鼠炎症模型和脂多糖(LPS)诱导RAW264.7细胞炎症模型的影响。方法: 将50只小鼠,随机分为对照组(饮用水)、EERAP高剂量组(640 mg/kg)、中剂量组(320 mg/kg)、低剂量组(160 mg/kg)和阿司匹林组(120 mg/kg),采用二甲苯建立小鼠炎症模型,比较小鼠耳廓肿胀度及耳廓毛细血管通透性的变化,ELISA法测定各组炎症渗出液丙二醛(MDA)、超氧化歧化酶（SOD）的含量;LPS诱导RAW264.7细胞建立细胞炎症模型,ELISA法测定核转录因子kappa B（NF-κB）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量。 结果: 在二甲苯致小鼠炎症模型中,EERAP高、中、低剂量组均能抑制小鼠耳廓肿胀度,减少小鼠耳廓毛细血管通透性,减少渗出率,与空白对照组比较均有统计学差异(P<0.01);EERAP高、中、低剂量组均能降低血清中MDA含量（P<0.05）,显著升高SOD含量(P<0.01);在LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型中,EERAP在3.125～200 μg/mL范围内可降低TNF-α含量,而在2 μg/mL时也可以降低细胞NF-κB含(P<0.05),与阿司匹林组无统计学差异。结论: EERAP可能是通过抑制MDA、TNF-α和NF-κB的生成,升高SOD的水平,起到抗炎、抗氧化作用。     

基于夹具的工件自由度约束分析模型

夹具设计最主要的目的就是将工件精确定位.在定位过程中,工件自由度必须首先合理地受到约束以确定工件相对于刀具的正确位置.因此,分析工件的自由度约束情况是复杂定位方案设计甚至整个夹具设计的关键所在.本文基于刚体运动学,建立了分析工件自由度约束情况的定位原理数学模型,从而使得传统的定位原理从定性描述上升为数学定量表示,并为计算机辅助夹具设计系统的开发提供了基础理论.另一方面,以定位原理数学模型为基础,在UG软件系统环境下实现了夹具约束工件自由度分析系统的二次开发.     

齿轮温锻组合凹模设计

运用Pro/E 4.0构建齿轮模型得出齿轮横截面积,把凹模齿形部分看成当量圆,通过齿轮横截面积得到当量直径,从而利用Lame公式理论计算与经验数据的有效结合,对齿轮温锻成形的组合凹模进行优化设计和强度校核。