單晶硅電火花線切割表面損傷層研究.pdf

1、單晶硅作為微電子元件系統(tǒng)中普遍使用的一種結(jié)構(gòu)材料，其加工方法一直是人們研究的焦點(diǎn)。由于傳統(tǒng)機(jī)械加工方式的局限性，如不能切割超薄硅片和異型硅材料零件，硅材料切割技術(shù)的革新已成為相關(guān)產(chǎn)業(yè)矚目的焦點(diǎn)。近年來，本課題組通過改進(jìn)進(jìn)電方式、研制半導(dǎo)體加工專用脈沖電源及改進(jìn)控制策略等措施對高電阻率硅進(jìn)行了電火花線切割研究。
　　 電火花加工是熱爆炸力、磁流體動(dòng)力、流體動(dòng)力等綜合作用過程，在此過程中不可避免地在硅表面產(chǎn)生放電凹坑、裂紋、殘余應(yīng)力

2、、晶格畸變等加工損傷，表層結(jié)構(gòu)相對于基體材料發(fā)生明顯變化，產(chǎn)生損傷層，并且該損傷層由于單晶硅的特性，不同于傳統(tǒng)金屬電火花加工的損傷層結(jié)構(gòu)，并且會(huì)在很大程度上影響下道工序的加工質(zhì)量及周期，因此研究電火花線切割單晶硅損傷層，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文開展的主要研究內(nèi)容如下：
　　 （1)研制了一種新型的立柱與電極絲在垂直方向高頻低幅振動(dòng)的電火花線切割裝置，利用該裝置對單晶硅進(jìn)行了電火花線切割試驗(yàn)。
　　 （

3、2)對單晶硅放電加工損傷層的損傷機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)合單晶硅材料在放電加工時(shí)的蝕除機(jī)理，分析了放電高溫產(chǎn)生的熱損傷、熱應(yīng)力損傷對硅材料造成的損傷形式，尤其對硅材料放電加工后加工表面出現(xiàn)的“小孔現(xiàn)象”進(jìn)行了理論分析與探討，同時(shí)對單晶硅在不同工作液中發(fā)生的電化學(xué)損傷也進(jìn)行了研究。
　　 （3)采用擇優(yōu)腐蝕法對電火花線切割單晶硅的損傷層進(jìn)行了試驗(yàn)分析，把損傷層劃分為表面損傷和亞表面損傷。表面損傷包括：雜質(zhì)元素污染、表面換向紋、放電凹坑等