硅微納加工及其拉曼光譜表征.pdf

1、硅是極其重要的半導(dǎo)體材料，主要是因?yàn)槠洫?dú)特的電子和機(jī)械性能。伴隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，集成電路的布線越來越細(xì)、密，這樣一來，對硅片的加工精度及加工表面質(zhì)量的要求越來越高，目前已向納米級加工逼近。為了獲得符合要求的加工精度、表面完整性、表面粗糙度，隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械加工中的超精密車削技術(shù)得到了極大發(fā)展，加工精度可以達(dá)到納米級別。在納米尺度下的切削，會出現(xiàn)以塑性模式切削脆性材料工件而獲得較高加工表面質(zhì)量的現(xiàn)象。這種脆性材料的塑

2、性切削中存在相變問題，研究這種加工過程中材料的相變問題有助于加工機(jī)理的研究。
　　 本學(xué)位論文獲得的主要研究成果有以下幾個(gè)方面：
　　 1.總結(jié)了近年來國內(nèi)外在切削加工機(jī)理研究方面的一些成果。描述了壓痕實(shí)驗(yàn)中硅的各種高壓相的晶格特性：空間群、晶格結(jié)構(gòu)。
　　 2.利用第一性原理計(jì)算了硅的各種高壓相，得到了各相的布里淵區(qū)中心點(diǎn)聲子的振動頻率以及對稱性，以及部分高壓相的晶格常數(shù)、紅外活性和拉曼活性。還給出了不同方向上

3、聲學(xué)支的傳播速度。這為切削過程中相變問題的研究提供了理論依據(jù)。
　　 3.利用顯微共焦拉曼光譜儀對已加工表面進(jìn)行表征并分析。對單晶硅進(jìn)行斜切加工，然后利用拉曼光譜儀對已加工溝槽表面進(jìn)行了一系列的表征，包括點(diǎn)、line和mapping表征。從數(shù)據(jù)中分析得出，在加工伊始，便開始出現(xiàn)非晶層，且隨著切深的增加，變形層的厚度隨之增加。當(dāng)切削深度大于一定值時(shí)，開始出現(xiàn)切屑和裂痕。在切屑附近我們測出了不屬于非晶和單晶的拉曼峰，這說明在切削過程