線鋸切割單晶硅的應力場及損傷層研究.pdf

1、隨著大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，單晶硅片作為最常用的半導體材料被廣泛應用于集成電路的制作過程中，但單晶硅在機械加工中凸現(xiàn)出的加工效率低、表面完整性差、加工成本高及加工損傷等制造難題嚴重制約著單晶硅在IC中的廣泛應用，本文使用環(huán)形電鍍金剛石線鋸這一新的工藝方法進行單晶硅的切割加工，以實驗數(shù)據(jù)為基礎建立了適合線鋸切割的有限元分析模型，研究了鋸切過程中鋸切力及材料損傷層與切削條件間的關系，并對不同鋸切條件下線鋸切割中的鋸切力、材料損傷層深度進行

2、了預測。 基于線鋸切割原理，建立了單顆金剛石磨粒切割單晶硅的有限元模型,對有限元模擬所涉及的網(wǎng)格劃分、接觸摩擦、切屑形成以及分離準則等一些關鍵技術進了深入研究。通過改變鋸絲的幾何參數(shù)以及鋸切參數(shù)，實現(xiàn)了不同鋸切條件下鋸切過程的系列模擬，研究并分析了磨粒的壓入深度、法向及切向鋸切力與鋸切條件間的關系，并成功進行了切削力的預測。 在單顆磨粒所得鋸切力的基礎上，對多顆磨粒的運動切割過程進行了模擬，利用多磨粒的耦合剪切應力場

3、分析了材料的損傷深度與鋸切條件的關系，并對不同鋸切條件下?lián)p傷層深度進行了預測，以此指導實際切割，盡量減小對工件的切割損傷，提高線切割的成材率。 另外利用環(huán)形電鍍金剛石線鋸進行了單晶硅切割試驗，以試驗中的實際切削條件作為模擬的切削條件進行模擬，并利用鋸切力試驗結(jié)果對模擬結(jié)果進行了可靠性驗證；同時，通過X射線雙晶衍射試驗對工件損傷層的模擬結(jié)果進行了可靠性驗證，證實了所建有限元分析模型的正確性。最后對全文進行了概括總結(jié)，并對有待進一