基于压/划痕技术的SiC单晶片损伤机理研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanjian8706
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
SiC单晶作为第三代半导体材料,因具有优良的特性,而被广泛应用于各种元器件的衬底材料,但由于SiC单晶片硬度极高,属于典型难加工的脆硬性材料,研究SiC单晶片的精密超精密加工机理和损伤机理具有非常重要的意义。因此,为了揭示SiC单晶片的损伤变形机理,通过微纳米压/划痕技术研究了SiC单晶片的压/划痕形貌特征及残余应力变化情况,可为SiC单晶片精密超精密研磨加工损伤机理的研究提供理论支持。本文利用三维表面测量系统与激光拉曼光谱仪研究了不同研磨加工条件下SiC晶片表面粗糙度及残余应力分布情况。在相同加工条件下固结磨料研磨后的SiC晶片表面粗糙度优于游离磨料;固结磨料研磨加工后的表面残余拉压应力变化幅度相对比较均匀,而游离磨料研加工磨后的表面残余拉压应力变化幅度相对较大;当磨粒粒度较小时,固结磨料研磨SiC晶片的残余压应力较小,可获得较好的晶片表面。利用微纳米力学测试系统对6H-SiC单晶片(0001)晶面进行压痕试验,根据压痕试验结果得到了载荷-位移曲线、载荷-硬度曲线以及载荷-弹性模量曲线;分析了产生压痕尺寸效应现象的原因,并结合压痕形貌特征分析了压痕周边区域残余应力分布情况。SiC单晶片的硬度与弹性模量随着加载力的增加不断减小,最后趋于稳定状态;加载力为150mN的压痕周边区域存在残余拉压应力,且拉压应力分布不均匀。通过划痕试验结果得到了SiC单晶片不同晶向的摩擦系数变化曲线,并且结合划痕形貌特征分析了划痕在动载荷加载作用下的脆塑性转变机制以及静载荷作用下沿[1?21?0]晶向划痕的残余应力分布情况。6H-SiC单晶片沿不同晶向划擦后的SiC单晶片摩擦系数基本稳定在0.185~0.240,沿[1?21?0]晶向随载荷的增加单晶片从塑性去除逐渐转变为脆性去除,划痕中心的凹陷与两侧堆积现象逐渐加剧;当划痕加载力小于10.7N时,材料处于塑性去除模式,残余应力主要呈现残余压应力,局部有较小的残余拉应力;当划痕加载力大于10.7N时,材料从塑性去除向脆性去除转变,到14.8N时转变为脆性去除模式,划痕底部残余拉应力逐渐增大,以残余拉应力为主,但在划痕两侧堆积处呈现较大残余压应力。
其他文献
大数据在互联网快速发展中诞生,并随着互联网产业的崛起,在电子商务、定向广告、智能推荐、社交网络等方面得到广泛应用,取得了巨大的成功。大数据具有以下几个特征:一是数据规模
本论文主要围绕热致响应聚合物材料的合成与组装行为展开,可大体划分为四个部分,基本囊括了本人在博士期间的所有工作内容:二维相关光谱表征热致液晶聚合物、水溶性LCST型聚合
在中华文化趋向成熟、 趋向精密化的阔大背景下, 中国古代的科技文化在宋代发展至极盛。 在此前后的任何一个朝代, 无论是科学技术的研究与推广, 还是文化艺术的创作与传播, 比之
目的 探讨脂肪干细胞(ADSCs)覆膜聚丙烯补片在大鼠体内的生物相容性。方法培养扩增检测大鼠脂肪干细胞后,将其接种到聚丙烯补片上,体外培养10 d。成年雄性SD大鼠12只,个体质量
网络服务业,作为网络经济的代表,总是伴随着日新月异的变化与日益丰富的新内容,时刻有跳脱法律约束的危险。网络服务商们作为商人,追求高利润与高效率是他们永恒不变的目标,由他们
旅游业是当今世界上发展速度最快的“朝阳行业”,传统旅游目的地又因其悠久的历史文化而成为旅游行业的领头羊。但是面对不断涌现的新型旅游产品,传统旅游目的地的地位岌岌可危
本文详细介绍了汽油机缸内直喷(GDI)发动机的发展、技术特点、面临的难题及今后研究工作的重点。指出了排放的控制措施将成为决定其推广实用的关键因素。最后对汽油机缸内直
现有的与北极生态保护有关的国际法律制度是以联合国海洋法条约、国际环境条约、斯匹次卑尔根群岛条约以及北极地区国家法律为主要框架的,但现有北极法律缺失"生态"理念,北极生
Web是当今最重要的应用程序平台之一,而移动设备软硬件功能的增强使其得到了快速普及。移动Web应用结合了移动设备与Web技术两者的优势,符合当前云计算和移动计算的发展趋势,
介绍了单边螺栓的构造和类型,分别描述了单调加载试验和循环往复加载试验的半刚性钢管混凝土框架端板连接节点的破坏形态、连接特征和弯矩-转角关系曲线。基于组件法,提出了