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基于纳米二氧化硅浆料的化学机械抛光研究
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作者 燕禾 吴春蕾 +1 位作者 段先健 王跃林 《材料研究与应用》 CAS 2024年第4期674-679,共6页
化学机械抛光技术是当今时代能实现集成电路(IC)制造中晶圆表面全局平坦化的重要技术。集成电路芯片上各个功能元器件制作完成之后,需用金属导线按照特定的功能将其连接。金属铜具有低电阻率、高导热系数和优异的抗电迁移能力,是实现互... 化学机械抛光技术是当今时代能实现集成电路(IC)制造中晶圆表面全局平坦化的重要技术。集成电路芯片上各个功能元器件制作完成之后,需用金属导线按照特定的功能将其连接。金属铜具有低电阻率、高导热系数和优异的抗电迁移能力,是实现互连最为重要的金属材料。目前,主要采用双大马士革工艺实现芯片各元器件之间的铜导线互连,该工艺对每一层布线后铜的表面平整度有非常高的要求。因此,需采用合适的化学机械抛光技术对铜导线进行处理。研发了一款以纳米SiO_(2)为磨料的化学机械抛光液,可用于金属铜及其合金的化学机械抛光作业,浆料pH值在9—10之间且质量分数可调,研究了抛光液磨料含量和抛光工艺参数对其抛光铜片效果的影响。结果表明:抛光液中的纳米SiO_(2)磨粒原生粒径为(50±20)nm,比表面积为(50±10)m^(2)·g^(-1),粒径分布均匀,且能长时间保持稳定分布状态,经过约280 d的跟踪监测,浆料中SiO_(2)粒子中位粒径仅增大4.5%,浆料稳定性良好;抛光可实现单质铜表面亚纳米级精度,在抛光液磨料质量分数为25%、抛光加载压力为10 N、抛光头和抛光盘转速为150 r·min^(-1)且逆向旋转的工艺条件下,单质铜表面粗糙度最低,可达1.33 nm;单质铜的材料去除率最高可达160 nm·min^(-1),能够满足IC制造过程中晶圆表面快速平坦化加工的需求。 展开更多
关键词 化学机械抛光 集成电路 单质铜 纳米二氧化硅 CMP浆料 弱碱性配方 亚纳米级精度 长期稳定
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化学机械抛光技术研究现状及发展趋势 被引量:25
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作者 燕禾 吴春蕾 +2 位作者 唐旭福 段先健 王跃林 《材料研究与应用》 CAS 2021年第4期432-440,共9页
综述了化学机械抛光技术的发展现状.介绍了化学机械抛光系统的组成及工作原理,着重阐述介绍了系统各部分的构成及作用,并对化学机械抛光未来的发展趋势作了展望.
关键词 化学机械抛光 研究现状 发展趋势
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新型硅氧碳氮负极材料合成及可控化学预锂化
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作者 赵欣悦 胡金龙 +4 位作者 燕禾 段先健 吴春蕾 王跃林 张灵志 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第6期664-670,共7页
以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与戊二醛(GA)为原料,通过水解和醛胺缩合反应生成前驱体,再高温热解制备碳氮氧化硅(SiOCN)负极材料。采用联苯锂(Li-BP)为锂化剂,2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)为还原溶剂的化学预锂化方法提高SiOCN负极极片的... 以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与戊二醛(GA)为原料,通过水解和醛胺缩合反应生成前驱体,再高温热解制备碳氮氧化硅(SiOCN)负极材料。采用联苯锂(Li-BP)为锂化剂,2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)为还原溶剂的化学预锂化方法提高SiOCN负极极片的首次库仑效率。通过调控锂化试剂的反应时间很容易控制极片的预锂化程度。化学预锂化在电极表面优先形成固体电解质界面膜,在1mol/L锂化试剂浸渍30s,SiOCN/Li半电池首次库仑效率由73.6%提高到90.4%,循环稳定性与原始极片相当,1 A/g电流密度下的充电比容量为604 mA·h/g,195圈充放电循环容量保持率为98.5%。与NCM811正极匹配全电池,电池的首次效率从46.3%提高到78.6%。预锂化处理的SiOCN负极材料具有高首次库仑效率、高容量和长循环稳定性,在高能量密度锂电池中具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅氧碳氮 联苯锂 预锂化
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化学反应-顶空气相色谱法测定气相二氧化硅表面硅羟基 被引量:3
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作者 白云 段先健 +4 位作者 王大海 胡光辉 吴春蕾 张梅 刘伟丽 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期715-720,共6页
建立了一种基于化学反应-顶空气相色谱测定气相二氧化硅表面硅羟基含量的新方法。实验取气相二氧化硅放入顶空瓶中于105℃烘箱中加热2 h去除水分,将甲苯稀释的格氏试剂注入密闭的顶空瓶中,格氏试剂与气相二氧化硅表面硅羟基快速反应产... 建立了一种基于化学反应-顶空气相色谱测定气相二氧化硅表面硅羟基含量的新方法。实验取气相二氧化硅放入顶空瓶中于105℃烘箱中加热2 h去除水分,将甲苯稀释的格氏试剂注入密闭的顶空瓶中,格氏试剂与气相二氧化硅表面硅羟基快速反应产生甲烷(CH_(4)),甲烷量与气相二氧化硅表面硅羟基含量成正比。经过气相色谱-氢火焰离子化检测器测定甲烷,通过外标法定量,根据化学反应方程式计算出样品中羟基含量。同时对反应溶液用量与反应时间等条件进行优化,确定2.0 mL反应溶液,反应15 min为最优的前处理条件。结果表明,硅羟基含量与气相色谱信号值之间存在良好的线性相关性,相关系数为0.9990,相对标准偏差小于3%,本方法的检出限为0.30 mg/g,定量限为1.00 mg/g,开展了4家实验室对5个不同比表面积的样品测试,数据结果的重复性限(r)小于2.5%,再现性限(R)小于6.5%。该方法结合自动化技术,顶空反应操作简单,样品量和试剂用量少,准确性高,重复性好,优于酸碱滴定法,适用于快速检测气相二氧化硅表面硅羟基的含量,解决了硅羟基利用传统方法难以准确测定的难题。该方法的建立对我国二氧化硅产业硅羟基检测标准的制定和产业技术优化,均具有重要的理论和现实意义。 展开更多
关键词 顶空气相色谱 化学反应 硅羟基 气相二氧化硅 格氏试剂 甲烷
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高温火焰处理纳米二氧化硅及其对硅橡胶的补强性能 被引量:3
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作者 常成 戴一铭 +3 位作者 段先健 王跃林 胡彦杰 李春忠 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期745-752,共8页
分散性是影响纳米二氧化硅应用性能的重要指标。提出了采用高温快速火焰处理沉淀法纳米二氧化硅颗粒的方法,考察了该方法对纳米二氧化硅颗粒表面结构及分散性的影响,同时研究了纳米二氧化硅对硅橡胶的补强作用。结果表明:在最优化处理... 分散性是影响纳米二氧化硅应用性能的重要指标。提出了采用高温快速火焰处理沉淀法纳米二氧化硅颗粒的方法,考察了该方法对纳米二氧化硅颗粒表面结构及分散性的影响,同时研究了纳米二氧化硅对硅橡胶的补强作用。结果表明:在最优化处理工艺条件下,高温火焰处理后纳米颗粒吸附水的质量分数相比于未处理样品降低了28.3%,表面羟基数目减少了27%;将处理后纳米颗粒用于硅橡胶补强填料,其拉伸强度相比于未处理样品提高了41.6%,撕裂强度提高了100%。 展开更多
关键词 高温火焰 纳米二氧化硅 分散性 硅橡胶
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气相二氧化硅物理吸附水测定及与表面硅羟基含量之间关系 被引量:6
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作者 修昊 段先健 +5 位作者 张婷婷 赵友博 郭真有 吴春蕾 王跃林 傅强 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期102-108,149,共8页
热重分析法测定气相二氧化硅表面硅羟基含量操作简便、无化学试剂、误差小,近年来越来越受到关注。但是,其中物理吸附水脱除的条件还存在争议。文中选用国内外2家代表性公司生产的相同比表面积的气相二氧化硅为对象,详细地研究了升温模... 热重分析法测定气相二氧化硅表面硅羟基含量操作简便、无化学试剂、误差小,近年来越来越受到关注。但是,其中物理吸附水脱除的条件还存在争议。文中选用国内外2家代表性公司生产的相同比表面积的气相二氧化硅为对象,详细地研究了升温模式、升温速率、等温温度和等温时间对其表面物理吸附水脱除的影响。确定了物理吸附水脱除的最优测试条件:10℃/min升温至200℃等温5 min。对比发现,相同条件下,国外产品的脱水量高于国内产品,这可能是由于国外产品具有更高的硅羟基含量所致。本工作不但找到了国内外产品关键性能的差距,而且完善了热重分析法测定气相二氧化硅表面羟基含量,并为相关测试标准的发展提供技术支撑。 展开更多
关键词 气相二氧化硅 硅羟基 热重分析 物理吸附水
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预混合高速射流燃烧反应器内温度场的数值模拟 被引量:4
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作者 蔡冬莹 王跃林 +3 位作者 段先建 胡丹 李玉冰 胡彦杰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期173-178,共6页
采用可实现k-ε模型、涡耗散概念(EDC)模型、离散项模型,运用氢气燃烧19步详细反应机理,对预混合高速射流燃烧反应器内氢气的燃烧过程进行数值模拟。结果表明,在不同规模的燃烧反应器内,随着烧嘴中心管出口直径的增大,高温区长度明显增... 采用可实现k-ε模型、涡耗散概念(EDC)模型、离散项模型,运用氢气燃烧19步详细反应机理,对预混合高速射流燃烧反应器内氢气的燃烧过程进行数值模拟。结果表明,在不同规模的燃烧反应器内,随着烧嘴中心管出口直径的增大,高温区长度明显增加,中心射流速度衰减减弱;纳米二氧化硅作为入射源时,颗粒在高温火焰区停留时间明显增加,返混现象加重。模拟结果可为颗粒成核生长过程的调控以及工业化燃烧反应器的设计提供参考依据。 展开更多
关键词 气相燃烧 预混合高速射流 温度场 纳米颗粒
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气相二氧化硅产业及其标准化的发展 被引量:2
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作者 吴春蕾 李政法 +2 位作者 邢浩 段先健 王跃林 《中国标准化》 2023年第4期97-100,116,共5页
气相二氧化硅作为重要的无机纳米结构材料应用广泛并具有良好的发展前景,其标准化的发展也具有特色。本文通过对气相二氧化硅产业及其标准化的发展进程的介绍,探讨了气相二氧化硅产业各个发展阶段的状况、技术创新特点和标准制修订情况... 气相二氧化硅作为重要的无机纳米结构材料应用广泛并具有良好的发展前景,其标准化的发展也具有特色。本文通过对气相二氧化硅产业及其标准化的发展进程的介绍,探讨了气相二氧化硅产业各个发展阶段的状况、技术创新特点和标准制修订情况,论述了标准化对气相二氧化硅产业发展和技术创新的推动作用,以期为促进中小企业开展标准化活动,参与国内和国际标准制定提供思路和借鉴。 展开更多
关键词 气相二氧化硅 产业发展 标准化
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《硅橡胶用气相二氧化硅》ISO国际标准解读
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作者 吴春蕾 王跃林 +1 位作者 邱钦标 陈海平 《中国标准化》 2019年第23期178-180,201,共4页
ISO 18473-3:2018《硅橡胶用气相二氧化硅》已于2018年3月9日由国际标准化组织正式出版发行。本文介绍了该国际标准制定的背景和制定过程,解析了标准的关键条款,阐述了标准制定的意义。
关键词 硅橡胶 气相二氧化硅 国际标准 解读
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