CN114540947B - 工艺腔室和半导体工艺设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种工艺腔室和半导体工艺设备，涉及半导体制造技术领域。该工艺腔室包括内层腔室壁和外层腔室壁，内层腔室壁围成一反应腔，外层腔室壁套设于内层腔室壁的外侧，且外层腔室壁与内层腔室壁之间设置有隔热腔，隔热腔沿内层腔室壁的外周方向围绕于内层腔室壁的外侧；外层腔室壁的外侧壁或内侧壁设置有反射层。该半导体工艺设备包括本发明所述的工艺腔室。该方案能解决工艺腔室的外表面的金层容易脱落的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种工艺腔室和半导体工艺设备。
背景技术
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)硅外延工艺是利用三氯氢硅(SiHCl3，TCS)作为硅源与氢气在1100℃以上发生还原反应，从而在硅衬底表面生长出一定厚度的与原硅衬底晶格排列相同的单晶硅的过程。
相关技术中，用于化学气相沉积外延生长的外延腔室的腔室壁为透明的石英，腔室壁的外表面设置有镀金层，以通过镀金层对石墨基座向外部的红外辐射反射回外延腔室内，以对石墨基座上的晶圆进行加热。
在工艺过程中，外延腔室内的高温工艺气体与外延腔室的腔室壁热传导使得外延腔室的腔室壁的温度升高。另外，外延腔室的腔室壁不可避免的吸收有微量红外辐射使得外延腔室的腔室壁的温度升高。由于外延腔室的腔室壁与设置在腔室壁外表面的金层的热膨胀系数不同，进而导致外延腔室的外表面的金层容易脱落。
发明内容
本发明公开一种工艺腔室和半导体工艺设备，以解决工艺腔室的外表面的金层容易脱落的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
本发明所述的工艺腔室包括内层腔室壁和外层腔室壁，内层腔室壁围成一反应腔，外层腔室壁套设于内层腔室壁的外侧，且外层腔室壁与内层腔室壁之间设置有隔热腔，隔热腔沿内层腔室壁的外周方向围绕于内层腔室壁的外侧；外层腔室壁的外侧壁或内侧壁设置有反射层。
基于本发明所述的工艺腔室，本发明还提供一种半导体工艺设备。该半导体工艺设备包括本发明所述的工艺腔室。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明实施例公开的工艺腔室的内层腔室壁和外层腔室壁之间设置有隔热腔，反射层设置于外层腔室壁的外侧壁或内侧壁。隔热腔有益于阻断热量传输至外层腔室壁，削弱热量从工艺腔室内传导至外层腔室壁和反射层的能力。与相关技术中的工艺腔室相比，本方案所述的工艺腔室的反射层与外层腔室壁的在半导体工艺过程中的温度变化量较小。本申请所述的工艺腔室在用于半导体工艺的过程中，反射层与外层腔室壁之间因为膨胀系数不同而产生的内应力更小。因此，即不影响镀金层对石墨基座向外部的红外辐射反射回外延腔室内，以对石墨基座上的晶圆进行加热，同时可以延长反射层的使用寿命，解决工艺腔室的外表面的金层容易脱落的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种实施例公开的工艺腔室的轴侧图；
图2为本发明第一种实施例公开的工艺腔室沿进气方向剖切的剖面图；
图3为本发明一种实施例公开的工艺腔室沿垂直于进气方向剖切的剖面图；
图4为本发明第二种实施例公开的工艺腔室沿进气方向剖切的剖面图；
图5为本发明一种实施例公开的工艺腔室的俯视图。
图中：100-内层腔室壁；110-反应腔；120-进气口；130-排气口；200-外层腔室壁；210-反射层；220-排气孔；400-第一法兰；500-第二法兰；300-隔热腔；600-加强筋；610-通孔；700-基座；710-定位槽；800-感应加热线圈；900-旋转轴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图1至图5，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
参照图1至图4，本发明所述的工艺腔室包括内层腔室壁100和外层腔室壁200。示例性地，内层腔室壁100围成一反应腔110。外层腔室壁200套设于内层腔室壁100的外侧，且外层腔室壁200与内层腔室壁100之间设置有隔热腔300。可选地，隔热腔300沿内层腔室壁100的外周方向围绕内层腔室壁100的外侧。外层腔室壁200的外侧壁或内侧壁设置有反射层210。
上述实施例中，隔热腔300沿内层腔室壁100的外周方向围绕内层腔室壁100，使得隔热腔300可以降低内层腔室壁100与外层腔室壁200之间在各方位上的热传导速率，以提高外层腔室壁200的温度分布的均匀性。另外，在工艺腔室应用于半导体工艺的情况下，内层腔室壁100和外层腔室壁200之间的热传导速率减小，可以有效降低外层腔室壁200的温度，即缩小工艺腔室在进行半导体工艺前后的温差。因此，上述实施例所述的工艺腔室可以减小外层腔室壁200与反射层210之间因为膨胀系数不同而产生的内应力，进而有益于防止反射层210与外层腔室壁200分离、脱落，延长工艺腔室的使用寿命。
需要说明的是，反射层210和外层腔室壁200由于材质不同，故反射层210和外层腔室壁200的热膨胀系数不同。即在反射层210和外层腔室壁200的温度变化量相等的情况下，反射层210的膨胀体积与外层腔室壁200的膨胀体积不相等。进一步地，反射层210与外层腔室壁200连接处的膨胀体积不相等，导致膨胀体积较小的受到膨胀体积较大的作用力，即反射层210与外层腔室壁200连接处会产生内应力，进而导致反射层210与外层腔室壁200会在内应力的作用下相互分离，即反射层210与外层腔室壁200的表面分离、脱落。
另外，反射层210与外层腔室壁200连接处的温度变化越大，则反射层210的膨胀体积与外层腔室壁200的膨胀体积之间的差值越大，进而使得反射层210与外层腔室壁200连接处会产生内应力越大。上述实施例通过设置隔热腔300，可以有效减小反射层210与外层腔室壁200连接处在半导体工艺前后的温度变化量，进而可以减小反射层210与外层腔室壁200连接处的内应力，以解决外光反射层210容易脱落的问题。
另外，上述实施例中隔热腔300可以降低内层腔室壁100与外层腔室壁200之间在各方位上的热传导速率，可以有效减小工艺腔室内的热量散失，进而有益于减小工艺腔室的能耗。
一种可选的实施例中，内层腔室壁100和外层腔室壁200的材质均为透明石英材料，以减小内层腔室壁100和外层腔室壁200对红外辐射的吸收量。反射层210的材质为金。示例性地，反射层210为设置于外层腔室壁200的镀金层。该实施例中，将反射层210设置为金层可以确保反射层210对红外辐射具有较高的反射率。具体的，镀金层对红外辐射的反射率接近99％。因此，该方案中，反射层210设置为镀金层可以有效避免红外辐射使得内层腔室壁100和外层腔室壁200的温度变化过大。另外，经过反射层210反射的红外辐射可穿过内层腔室壁100和/或外层腔室壁200进入反应腔110内，以用于半导体工艺升温。
一种可选的实施例，本发明所述的工艺腔室可用于化学气相沉积硅外延工艺。示例性地，本发明所述的工艺腔室可以为多片式硅外延腔室。
一种可选的实施例，内层腔室壁100与外层腔室壁200的间隙的宽度处处相等。需要说明的是，本实施例所述的内层腔室壁100与外层腔室壁200的间隙的宽度是指：内层腔室壁100和外层腔室壁200之间间隔有隔热腔300的部分，内层腔室壁100的外侧壁与外层腔室壁200的内侧壁之间的间距。该方案有益于提高内层腔室壁100与外层腔室壁200之间在各方位上的热传导速率的一致性，以达到提高外层腔室壁200和反射层210的温度分布的均匀性的目的。
参照图2和图4，内层腔室壁100的两端均与外层腔室壁200密封配合，以使内层腔室壁100和外层腔室壁200之间形成密闭的隔热腔300。示例性地，隔热腔300可以设置为真空，以进一步增加隔热腔300的隔热性能。当然，在实际生产的过程中，可以根据需要设置隔热腔300内气体的浓度。
需要说明的是，随着隔热腔300内气体的浓度的减小，内层腔室壁100和外层腔室壁200受到的大气压越大。为了避免内层腔室壁100和外层腔室壁200受到的大气损坏内层腔室壁100和/或外层腔室壁200，在实际生产的过程中，需要根据内层腔室壁100和外层腔室壁200的强度调整隔热腔300的气体的浓度。
示例性地，内层腔室壁100与外层腔室壁200可以通过密封结构实现装配密封，例如内层腔室壁100与外层腔室壁200可以通过密封圈、密封槽、密封胶等。当然，内层腔室壁100与外层腔室壁200还可以设置为一体机构。为此，本实施例不限定内层腔室壁100与外层腔室壁200密封配合的具体方式。
参照图2和图4，工艺腔室还包括第一法兰400和第二法兰500，内层腔室壁100和外层腔室壁200均具有对应设置的第一端口和第二端口，第一法兰400与内层腔室壁100和外层腔室壁200的第一端口密封连接，形成工艺腔室的进气口120，第二法兰500与内层腔室壁100和外层腔室壁200的第二端口密封连接，形成工艺腔室的排气口130，进气口120和排气口130与反应腔110连通。示例性地，工艺气体可从进气口120进入反应腔110，且工艺气体可从排气口130排出反应腔110。进一步地，第一法兰400、第二法兰500、内层腔室壁100和外层腔室壁200围合形成外层腔室壁200与内层腔室壁100之间设置的隔热腔300。
上述实施例中，第一法兰400和第二法兰500不仅可以用于实现内层腔室壁100与外层腔室壁200之间的密封配合，还可以用于与工艺腔室的进气装置和排气装置相连。
一种可选的实施例中，第一法兰400、第二法兰500、内层腔室壁100和外层腔室壁200设置为一体结构，以提高隔热腔300的密封性能。
第一法兰400与内层腔室壁100、外层腔室壁200之间的密封方式有很多，例如：密封圈、密封槽、密封胶等。为此，本实施例不限定第一法兰400与内层腔室壁100、外层腔室壁200之间的具体密封方式。
可选地，第二法兰500和内层腔室壁100、外层腔室壁200之间的密封方式与第一法兰400和内层腔室壁100、外层腔室壁200之间的密封方式相同，为此，本实施例不再进一步阐述第二法兰500和内层腔室壁100、外层腔室壁200之间的密封方式。
参照图2和图4，外层腔室壁200开设有排气孔220，排气孔220与隔热腔300连通，以使隔热腔300内的气体可从排气孔220排出。示例性地，可以通过排气孔220将隔热腔300内的气体抽出，以调节隔热腔300内气体的浓度。
一种可选的实施例中，排气孔220的两端分别与隔热腔300和真空系统连通。示例性地，排气孔220与真空系统的管路相连，以使真空系统可以将隔热腔300内的气体排出。示例性地，真空系统可以为真空泵相连，以利用真空泵将隔热腔300内的气体抽出。当然，真空系统还可以与外部真空管路相连，以通过外部真空管路将隔热腔300内气体抽出，以达到调节隔热腔300的隔热性能。可选地，真空系统可以为厂务端，以通过厂务端为连接排气孔220的管路提供负压，以利用大气压将隔热腔300内的气体排出。
示例性地，真空系统包括气压调节装置，以通过气体调节装置调节隔热腔300内的气体浓度，进而调节隔热腔300的隔热性能，以适应不同的半导体制造工艺。
参照图1至图4，工艺腔室还包括加强筋600，加强筋600设置于隔热腔300内，且加强筋600分别与内层腔室壁100和外层腔室壁200相连。该实施例中，加强筋600可以为内层腔室壁100和外层腔室壁200提供支撑，以增强内层腔室壁100和外层腔室壁200的强度。示例性地，加强筋600的材质为透明石英材质，以减小加强筋600对红外辐射的吸收量。示例性地，加强筋600可与内层腔室壁100和外层腔室壁200装配相连，还可以设置为一体结构。
上述实施例所述的工艺腔室利用加强筋600增加内层腔室壁100和外层腔室壁200的强度，使得内层腔室壁100和外层腔室壁200可承受更大的大气压。进而有益于降低隔热腔300内的气体浓度，提升隔热腔300的隔热性能。
参照图3，一种可选的实施例中，加强筋600的形状为环形，且加强筋600沿内层腔室壁100的周向环绕设置于隔热腔300内。该实施例中，环形加强筋600利用自身结构的强度支撑内层腔室壁100和外层腔室壁200，以避免内层腔室壁100和外层腔室壁200在大气的作用下向隔热腔300内凹陷。具体的，在工艺腔室外部受到挤压的情况下，环形加强筋600不仅将部分作用力转移至内层腔室壁100，还可以利用自身结构分散部分作用力。因此，环形的加强筋600相对于条形的加强筋600更有益于提升内层腔室壁100和外层腔室壁200的强度。
加强筋600的形状有很多，例如可以为长条状、弧形、柱状等。为此本实施例不限定加强筋600的具体形状。
参照图2和图4，加强筋600的数量为多个，且加强筋600均匀分布于隔热腔300内，提高内层腔室壁100和外层腔室壁200各处强度的一致性。
参照图2和图4，一种可选的实施例中，在隔热腔300内设置环形加强筋600后，多个加强筋600将隔热腔300分隔为多个子隔热腔,加强筋600上开设有通孔610，通孔610分别与相邻的两个子隔热腔连通。上述实施例中，通孔610可以将多个子隔热腔连通，以使多个子隔热腔内的气体浓度均衡，进而提高工艺腔室各处隔热性能的一致性。
参照图4，内层腔室壁100的数量为多个，且内层腔室壁100逐一套设设置，相邻的两个内层腔室壁100之间设置有隔热腔300。示例性地，工艺腔室包括第一内层腔室壁和第二内层腔室壁，第一内层腔室壁和第二内层腔室壁为两个相邻的内层腔室壁100。第一内侧腔室壁套设于第二内层腔室壁，且第一内层腔室壁和第二内层腔室壁之间也设置有隔热腔300。进一步地，第一法兰400、第二法兰500和相邻的两内层腔室壁100围合形成相邻的两个内层腔室壁100之间的隔热腔300。
相邻的两内层腔室壁100之间的隔热腔300可进一步减小内层腔室壁100和外层腔室壁200之间的热传导速率减小，以降低外层腔室壁200的温度，延长工艺腔室的使用寿命。
需要说明的是，在实际生产过程中，可以根据实际需要设置内层腔室壁100的数量。示例性地，内层腔室壁100的数量可以为一个、两个、三个。为此，本实施例不限定内层腔室壁100的具体数量。
一种可选的实施例中，内层腔室壁100上设置有连通孔，相邻的两个隔热腔300之间通过连通孔连通，以实现相邻的两个隔热腔300内的气体浓度的同步调节。当然，隔热腔300还可以与隔热腔300独立设置，即隔热腔300与隔热腔300之间不连通。
参照图4，一种可选的实施例中，相邻的两内层腔室壁100之间的隔热腔300内设置有加强筋600，且加强筋600分别与形成两个相邻的内层腔室壁100相连。该方案可以增加两个相邻的内层腔室壁100的强度，进而使相邻的两内层腔室壁100之间的隔热腔300内的气体浓度可以进一步降低，以提升隔热腔300的隔热性能。
需要说明的是，两个相邻的内层腔室壁100之间的隔热腔300和外层腔室壁200与内层腔室壁100之间的隔热腔300中，可以一者设置有加强筋600，另一者不设置加强筋600。当然，还可以均设置有加强筋600。
一种可选的实施例中，两个相邻的内层腔室壁100之间的隔热腔300和外层腔室壁200与内层腔室壁100之间的隔热腔300均设置有加强筋600的情况下，两个相邻的内层腔室壁100之间的隔热腔300内的加强筋600与外层腔室壁200与内层腔室壁100之间的隔热腔300内的加强筋600错位设置。即两个相邻的内层腔室壁100之间的隔热腔300内的加强筋600与外层腔室壁200与内层腔室壁100之间的隔热腔300内的两个相邻的加强筋600之间的间隙相对，以减少沿加强筋600传递至外层腔室壁200的热量。
需要说明的是，相关技术中，镀金层脱落后，需要将工艺腔室外部的残余的镀金层利用强酸(氢氟酸与硝酸混合液)清洗。清洗镀金层的过程中，该工艺腔室壁容易被腐蚀，进而容易导致透明石英表面损伤。损伤后的石英表面在工艺过程中吸热能力升高，后续工艺腔室的使用寿命会进一步缩短。并且，石英材质的工艺腔室壁因为受到腐蚀，容易出现密封失效，进而影响工艺参数。
另外，本申请实施例所述的工艺腔室，在实际应用过程中，由于外层腔室壁200的升温大幅降低，故对镀金层的冷却能力要求降低。进一步地，本申请实施例所述的工艺腔室可采用相关技术中的冷却装置，对镀金层进一步冷却。
需要说明的是，本申请实施例所述的工艺腔室，由于外层腔室壁200的升温大幅降低。在对镀金层冷却的过程中，外层腔室壁200的内外温差更小，进而有益于防止外层腔室壁200受热不均而炸裂。并且，还可以降低冷却装置的能耗。
参照图2、图4和图5，本发明所述的工艺腔室还包括基座700、感应加热线圈800和旋转轴900。示例性地，基座700设置于反应腔110内，且基座700可用于支撑晶圆。进一步地，基座700通过旋转轴900与内层腔室壁100和/或外层腔室壁200转动相连。在化学气相沉积硅外延工艺过程中，可以利用旋转轴900带动基座700转动。
参照图5，基座700上设置有定位槽710。示例性地，晶圆放置于定位槽710内，且晶圆的边缘止抵于定位槽710的槽壁。该实施例可以利用定位槽710与晶圆定位配合，以避免晶圆在基座700上移动。
参照图5，感应加热线圈800设置于外层腔室壁200的外部，且感应加热线圈800与基座700相对，以通过感应加热线圈800对基座700进行加热。示例性地，基座700的材质为石墨材料。
基于本发明所述的工艺腔室，本发明还提供一种半导体工艺设备。该半导体工艺设备包括本发明任意一项实施例所述的工艺腔室。
示例性地，本发明所述的半导体工艺设备可以为用于化学气相沉积外延生长的半导体热处理设备。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种工艺腔室，其特征在于，包括内层腔室壁（100）、外层腔室壁（200）、基座（700）和感应加热线圈（800），
所述内层腔室壁（100）围成一反应腔（110），所述外层腔室壁（200）套设于所述内层腔室壁（100）的外侧，所述基座（700）设置于所述反应腔（110）内，所述基座（700）用于支撑晶圆，所述内层腔室壁（100）和所述外层腔室壁（200）的材质均为透明石英材料，所述感应加热线圈（800）设置于所述外层腔室壁（200）的外部，且所述感应加热线圈（800）与所述基座（700）相对，以通过所述感应加热线圈（800）对所述基座（700）进行加热；
所述外层腔室壁（200）的外侧壁或内侧壁设置有反射层（210），所述反射层（210）用于反射红外辐射；
所述外层腔室壁（200）与所述内层腔室壁（100）之间设置有隔热腔（300），所述隔热腔（300）沿所述内层腔室壁（100）的外周方向围绕于所述内层腔室壁（100）的外侧，所述内层腔室壁（100）和所述外层腔室壁（200）之间间隔有所述隔热腔（300）的部分，所述内层腔室壁（100）的外侧壁与所述外层腔室壁（200）的内侧壁之间的距离处处相等。
2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室还包括第一法兰（400）和第二法兰（500），所述内层腔室壁（100）和所述外层腔室壁（200）均具有对应设置的第一端口和第二端口，所述第一法兰（400）与所述内层腔室壁（100）和所述外层腔室壁（200）的第一端口密封连接，形成所述工艺腔室的进气口（120），所述第二法兰（500）与所述内层腔室壁（100）和所述外层腔室壁（200）的第二端口密封连接，形成所述工艺腔室的排气口（130），所述进气口（120）和所述排气口（130）与所述反应腔（110）连通；
所述第一法兰（400）、所述第二法兰（500）、所述内层腔室壁（100）和所述外层腔室壁（200）围合形成所述外层腔室壁（200）与所述内层腔室壁（100）之间设置的所述隔热腔（300）。
3.根据权利要求1或2所述的工艺腔室，其特征在于，所述外层腔室壁（200）开设有排气孔（220），所述排气孔（220）的两端分别与所述隔热腔（300）和真空系统连通。
4.根据权利要求3所述的工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室还包括加强筋（600），所述加强筋（600）设置于所述隔热腔（300）内，且所述加强筋（600）分别与所述内层腔室壁（100）和所述外层腔室壁（200）相连。
5.根据权利要求4所述的工艺腔室，其特征在于，所述加强筋（600）为环形，且所述加强筋（600）沿所述内层腔室壁（100）的周向环绕设置于所述隔热腔（300）内。
6.根据权利要求5所述的工艺腔室，其特征在于，所述加强筋（600）的数量为多个，且所述加强筋（600）均匀分布于所述隔热腔（300）内，多个所述加强筋（600）将所述隔热腔（300）分隔为多个子隔热腔。
7.根据权利要求6所述的工艺腔室，其特征在于，所述加强筋（600）上开设有通孔（610），所述通孔（610）与相邻的两个所述子隔热腔连通。
8.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述内层腔室壁（100）的数量为多个，且所述内层腔室壁（100）逐一套设设置，相邻的两个所述内层腔室壁（100）之间设置有所述隔热腔（300），所述第一法兰（400）、所述第二法兰（500）和相邻的两个所述内层腔室壁（100）围合形成相邻的两个所述内层腔室壁（100）之间的所述隔热腔（300）。
9.根据权利要求8所述的工艺腔室，其特征在于，在用于围成所述反应腔的内层腔室壁和所述外层腔室壁之间的所述内层腔室壁（100）上设置有连通孔，相邻的两个所述隔热腔（300）之间通过所述连通孔连通。
10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的工艺腔室。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0239422A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Toshiba Corp | Ｃｖｄ反応容器における膜脱落防止装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0239422A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Toshiba Corp | Ｃｖｄ反応容器における膜脱落防止装置 |
| CN108517512A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-09-11 | 昆山国显光电有限公司 | 一种化学气相沉积设备及其反应腔室 |
| CN109309035A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-02-05 | 德淮半导体有限公司 | 半导体工艺腔室及其形成方法、半导体工艺装置 |
| CN214994809U (zh) * | 2021-04-15 | 2021-12-03 | 沭阳县益同木业有限公司 | 具有耐高温隔热功能的建筑板材 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| 王海斗等 著.涂层疲劳.《再制造零件与产品的疲劳寿命评估技术》.2019, * |
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