微氮直拉硅單晶的機(jī)械性能研究.pdf

1、該文從硅材料的基本概念入手,闡述了硅單晶材料的脆性斷裂、脆塑轉(zhuǎn)變以及在熱處理過程中的翹曲研究,并通過這三個部分進(jìn)行實(shí)驗(yàn).常溫下氮硅單晶(NCZ)及普通硅單晶(CZ)的斷裂強(qiáng)度研究發(fā)現(xiàn),氮的摻入提高了機(jī)械性能,并且不同氧沉淀量、位錯的存在及不同晶向?qū)璨牧蠙C(jī)械強(qiáng)度也有較大影響.當(dāng)溫度升高達(dá)到硅材料的脆塑轉(zhuǎn)變時,材料的斷裂強(qiáng)度有個很大的提高,但是首次發(fā)現(xiàn)含氮硅單晶卻不明顯,而且摻氮的硅單晶脆塑轉(zhuǎn)變溫度比普通單晶高,可能是氮的摻入改變了硅材料

2、的內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)及電子結(jié)構(gòu).而且常溫及高溫下的脆性斷口表現(xiàn)不同,常溫?cái)嗫跒橐黄矫?而高溫?cái)嗫跒榍?斷面上都存在微小臺階.實(shí)驗(yàn)中對常溫及高溫下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及也進(jìn)行了分析.熱處理過程中由于熱應(yīng)力及氧沉淀的作用,會使硅片產(chǎn)生位錯并導(dǎo)致翹曲,但是在該實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)不明顯,可能是氧沉淀等對位錯的釘扎作用阻止了硅片的翹曲.而且通過顯微鏡、透射電子顯微鏡以及對硅片的整片應(yīng)力掃描分析了應(yīng)力、氧沉淀和位錯之間的相互關(guān)系.發(fā)現(xiàn)硅片中位錯與高應(yīng)力區(qū)相對應(yīng),