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。由于傳統(tǒng)機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，硅材料切割技術的革新已成為相關產(chǎn)業(yè)矚目的焦點。近年來，本課題組通過改進進電方式、研制半導體加工專用脈沖電源及改進控制策略等措施對高電阻率硅進行了電火花線切割研究。
　　 電火花加工是熱爆炸力、磁流體動力、流體動力等綜合作用過程，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的電火花線切割裝置，利用該裝置對單晶硅進行了電火花線切割試驗。
　　 （

3、2)對單晶硅放電加工損傷層的損傷機理進行了研究，結(jié)合單晶硅材料在放電加工時的蝕除機理，分析了放電高溫產(chǎn)生的熱損傷、熱應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”進行了理論分析與探討，同時對單晶硅在不同工作液中發(fā)生的電化學損傷也進行了研究。
　　 （3)采用擇優(yōu)腐蝕法對電火花線切割單晶硅的損傷層進行了試驗分析，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