硅碳棒中的初始塑性變形會導致位錯的形核和滑移
2023-05-18 11:48:03 點擊：
納米壓痕技術可用來深人研究材料的微觀變形機理。硅碳棒中的初始塑性變形會導致位錯的形核和滑移，并誘導相變及非晶化。如圖13(a)所示，分子動力學模擬表明，磨粒壓人過程的剪切應力是導致硅碳棒壓痕形變的主要原因。如圖13(b)所示，納米壓痕實驗表明，在4H-硅碳棒初始塑性變形過程中，剪切應力始終強于拉伸應力，并導致了基平面位錯的形核。晶體內部位錯塞積產生的高應力場導致4H-硅碳棒的非晶化轉變和相變。如圖13(c)所示，在壓痕下方表層和近表層區域的TEM照片表明出現了從4 H-硅碳棒到非晶和3C的晶型轉變。
脆硬材料的單磨粒滾動壓痕和劃痕模型是材料去除和亞表面損傷分析的基礎。然而現有的材料刻劃模型難以同時考慮延性和脆性兩種去除模式，需要加以改進才能更好地與實驗結合。外，由于硅碳棒等新一代半導體材料生長成本高昂，且對襯底晶片表面質量的要求極高，因此對其切片技術也提出了更高的要求。線鋸切片技術在國內硅碳棒晶體加工領域中的應用超過了20年，人們對線鋸切片技術進行了大量的理論建模和實驗研究。然而，對其切削方式、工藝參數、材料及相互作用方面仍需更多的基礎研究，以期為線鋸性能優化提供有效的指導。切割過程中晶錠的破裂是一個非常嚴重的問題，可能會導致切片過程的徹底失敗。破裂可能由晶體自身的機械強度不足引起，有時也由加工線斷裂引起。如何提高硅碳棒等晶體的機械性能并避免在動態鋸切環境下的斷線尚未得到研究。由于高昂的材料成本，鋸縫寬度和晶片厚度應盡可能減小以提高出片率，這對線鋸技術的理論和工藝研究提出了更高的挑戰和要求。www.yagpc.com
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