单晶硅智能切削退火至开裂过程中氢离子、晶体缺陷和应力演化的分子动力学研究

摘要：

利用分子动力学模拟了智能切削技术中的离子注入过程和退火至开裂过程,重点研究退火至开裂过程中注氢单晶硅微纳尺度下的开裂行为,以及氢原子数目、硅晶体缺陷大小和平均正应力等参数沿注入方向分布的演化规律.研究结果表明:硅晶体开裂经历空位点缺陷形核和生长,但无明显的空隙缺陷局部扩展、空位缺陷生长并引起显著的空隙缺陷局部扩展、空隙缺陷Ostwald生长等三个阶段.开裂位置与注入过程后氢原子分布的浓度峰重合.在三个阶段中,由于氢扩散和变形的影响,氢原子、晶体缺陷和应力的分布随退火至开裂过程进展呈现不同的演化特性.此外,化学成键分析表明氢与硅发生化学反应,形成不同形式的硅氢化合物,退火至开裂过程中硅氢化合物将发生转化.论文建立的系统定量分析智能切削中晶片开裂的数值方法,可进一步用于智能切削技术的改进和优化.

关键词：智能切削、分子动力学、氢原子分布、硅晶体缺陷演化、应力分析

所属期刊栏目：44

分类号：TD324;O641.2;O47

资助基金：国家自然科学基金;西南科技大学自然科学基金项目

在线出版日期：2023-06-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：172-184