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Berkovich压头划痕试验中晶体半导体材料的去除机理及表面质量的介绍
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2020-06-02
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晶体半导体材料以其独特的物理力学性能，在众多的技术应用中得到了广泛的应用。晶体半导体材料的沟道深度随划痕载荷的增加而增加，而划痕速度对沟道深度的影响不显著。与压痕过程不同的是，表面被划痕载荷剪切，导致塑性流动和划痕边缘的“脊”在10-40 mN范围内。当划痕载荷达到60mn时，在表面边缘观察到裂纹并扩展到自由表面，甚至由于脆性断裂而导致材料的去除。同时，Si和Ge单晶的弹塑性变形临界载荷分别为2.24mn和2.26mn。最初的Si-I转变为β-Si，然后转变为Si XII（R8）和体心立方（BC8），最后在刮擦过程中恢复为sixii结构。微碎片和断裂碎片表明，划痕实验中发生了脆性断裂和剪切断裂。为了获得较好的晶体半导体材料表面质量，应将刻划载荷控制在40mn以下，刻划速度控制在4μm/s左右。
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