6H-SiC单晶片划痕形貌与残余应力研究

摘要：

为了研究6H-SiC单晶片在(0001)晶面C面划擦过程中材料的损伤机理,首先通过微纳米划痕系统划擦单晶片,得到不同载荷作用下沿不同晶向的划痕,再通过摩擦力传感器、显微镜以及激光Raman光谱检测不同晶向划痕的摩擦系数、表面形貌以及残余应力.结果表明:6H-SiC单晶片沿不同晶向划擦后的摩擦系数基本稳定在0.185～0.240;单晶片在不同载荷作用下的划擦过程中沿[1210]晶向出现了不同程度的损伤,随着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10.7 N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10.7 N时,材料从塑性去除向脆性去除转变,在14.8 N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.该研究可为6H-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.

关键词：碳化硅单晶、划痕、Raman光谱、残余应力

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分类号：TN305.1(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金重点项目U1804254;河南省自然科学基金 项 目162300410244;中 国 博 士 后 科 学 基 金 项 目2015M580635;河南省高等学校重点科研项目13B460361

在线出版日期：2019-07-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：964-971