碳离子注入对硅片微动磨损性能的影响

摘要：

对单晶硅片<111>进行了注入剂量为2×1016ions·cm-2、注入能量分别为60 keV和80 keV的碳离子注入,采用X射线衍射仪研究了碳离子注入前后硅片晶体结构的变化,采用UMT-2型微动摩擦试验机进行了微动摩擦磨损试验,采用超高精度三维形貌仪测量了硅片的磨痕深度,采用S-3000N型扫描电子显微镜分析了硅片的磨损形貌及磨损机理.结果表明:碳离子注入改变了硅片的晶体结构,使晶体无序化;硅片的摩擦因数和磨痕深度均随着载荷、微动振幅的增加而增大;碳离子注入后硅片的减摩效果和抗磨性能得到明显改善,当载荷达到一定值后,随着时间的延长,碳离子注入层逐渐被磨破,摩擦因数迅速增大;注入能量为60 keV硅片的减摩抗磨性能较好;碳离子注入前后硅片的磨痕均呈椭圆形,注入后磨痕面积小且表面损伤程度较轻,磨损机制以磨粒磨损为主.

关键词：单晶硅、离子注入、微动磨损、摩擦因数

所属期刊栏目：34

分类号：TH117.1

资助基金：国家自然科学基金资助项目50875252;教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目NCET-06-0479

在线出版日期：2010-10-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：12-15,19