6H-SiC单晶片划痕形貌与残余应力研究

作者：张银霞; 王健康^*; 郜伟; 王栋

来源：硅酸盐学报, 2019, 47(07): 964-971.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2019.07.14

• 碳化硅单晶
• 划痕
• Raman光谱
• 残余应力

为了研究6H-SiC单晶片在(0001)晶面C面划擦过程中材料的损伤机理,首先通过微纳米划痕系统划擦单晶片,得到不同载荷作用下沿不同晶向的划痕,再通过摩擦力传感器、显微镜以及激光Raman光谱检测不同晶向划痕的摩擦系数、表面形貌以及残余应力。结果表明:6H-Si C单晶片沿不同晶向划擦后的摩擦系数基本稳定在0.185～0.240;单晶片在不同载荷作用下的划擦过程中沿[1210]晶向出现了不同程度的损伤,随着载荷的增加单晶片从塑性去除逐渐转变为脆性去除,划痕中心的凹陷与两侧堆积现象逐渐加剧;当划痕加载力小于10.7 N时,材料处于塑性去除模式,残余应力主要呈现残余压应力,局部有较小的残余拉应力;当划痕加载力大于10.7N时,材料从塑性去除向脆性去除转变,在14.8N时转变为脆性去除模式,划痕底部残余拉应力逐渐增大,以残余拉应力为主,但在划痕两侧堆积处呈现较大残余压应力。该研究可为6H-SiC单晶片精密超精密研磨加工损伤机理的研究提供理论支持。

• 出版日期2019
• 单位郑州大学