SiC單晶作為第三代半導(dǎo)體材料,因具有優(yōu)良的特性,而被廣泛應(yīng)用于各種元器件的襯底材料,但由于SiC單晶片硬度極高,屬于典型難加工的脆硬性材料,研究SiC單晶片的精密超精密加工機(jī)理和損傷機(jī)理具有非常重要的意義。因此,為了揭示SiC單晶片的損傷變形機(jī)理,通過微納米壓/劃痕技術(shù)研究了SiC單晶片的壓/劃痕形貌特征及殘余應(yīng)力變化情況,可為SiC單晶片精密超精密研磨加工損傷機(jī)理的研究提供理論支持。本文利用三維表面測量系統(tǒng)與激光拉曼光譜儀研究了不同研磨加工條件下SiC晶片表面粗糙度及殘余應(yīng)力分布情況。在相同加工條件下固結(jié)磨料研磨后的SiC晶片表面粗糙度優(yōu)于游離磨料;固結(jié)磨料研磨加工后的表面殘余拉壓應(yīng)力變化幅度相對比較均勻,而游離磨料研加工磨后的表面殘余拉壓應(yīng)力變化幅度相對較大;當(dāng)磨粒粒度較小時(shí),固結(jié)磨料研磨SiC晶片的殘余壓應(yīng)力較小,可獲得較好的晶片表面。利用微納米力學(xué)測試系統(tǒng)對6H-SiC單晶片(0001)晶面進(jìn)行壓痕試驗(yàn),根據(jù)壓痕試驗(yàn)結(jié)果得到了載荷-位移曲線、載荷-硬度曲線以及載荷-彈性模量曲線;分析了產(chǎn)生壓痕尺寸效應(yīng)現(xiàn)象的原因,并結(jié)合壓痕形貌特征分析了壓痕周邊區(qū)域殘余應(yīng)力分布情況。SiC單晶片...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文選題背景及意義
    1.2 SiC單晶片的特性
        1.2.1 SiC單晶片的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 SiC單晶片的物理特性
        1.2.3 SiC單晶片的化學(xué)特性
    1.3 SiC單晶片超精密磨粒加工研究現(xiàn)狀
        1.3.1 游離磨料與固結(jié)磨料的磨粒加工研究現(xiàn)狀
        1.3.2 單顆粒金剛石微納米壓/劃痕技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源及研究內(nèi)容
2 SiC晶片研磨加工表面粗糙度及殘余應(yīng)力研究
    2.1 引言
    2.2 拉曼光譜測量殘余應(yīng)力的基本原理
    2.3 試驗(yàn)方案
        2.3.1 研磨試驗(yàn)
        2.3.2 SiC晶片研磨加工表面檢測
    2.4 結(jié)果分析與討論
        2.4.1 SiC晶片研磨加工表面形貌分析
        2.4.2 SiC晶片研磨加工表面殘余應(yīng)力分析
    2.5 本章小結(jié)
3 SiC單晶片壓痕試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 微納米壓痕的基本原理
    3.3 壓痕試驗(yàn)及檢測
    3.4 試驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.4.1 載荷-位移曲線
        3.4.2 壓痕尺寸效應(yīng)分析
        3.4.3 壓痕形貌分析
        3.4.4 壓痕殘余應(yīng)力分析
    3.5 本章小結(jié)
4 SiC單晶片劃痕形貌與殘余應(yīng)力研究
    4.1 引言
    4.2 劃痕試驗(yàn)基本原理
    4.3 試驗(yàn)方案
        4.3.1 劃痕試驗(yàn)
        4.3.2 劃痕檢測
    4.4 結(jié)果分析與討論
        4.4.1 不同晶向的劃痕摩擦系數(shù)分析
        4.4.2 劃痕形貌及脆塑性轉(zhuǎn)變分析
        4.4.3 劃痕殘余應(yīng)力分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與工作展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況



本文編號：4056396