单晶氧化镓纳米力学行为及游离磨料研磨实验研究

发布时间：2021-01-22 08:30

　　单晶氧化镓（β-Ga₂O₃）作为新一代半导体材料,其具有超宽禁带、高击穿场强、导电性能优异和深紫外波段透射率高等优良物化特性,在高频、高效率、大功率微电子器件与高电压设备领域有广阔的应用前景。对其进行切割,研磨,抛光等一系列加工工艺过程中,不可避免的会产生表面及亚表面损伤,严重制约了β-Ga₂O₃后续的应用,因此提高加工后的表面质量,降低亚表面损伤成为了β-Ga₂O₃加工过程中的关键技术。本文以纳米压痕技术为基础,对于β-Ga₂O₃的微观力学行为进行了研究,对游离磨料研磨加工后的表面及亚表面损伤进行分析,主要的研究内容与结论如下:（1）采用载荷控制的准静态法,对β-Ga₂O₃进行纳米压痕实验。基于Nix-Gao模型和Manika提出的幂律关系对β-Ga₂O₃的（100）和（010）两晶面的硬度与压痕深度关系进行拟合,研究了两晶... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景
    1.2 单晶氧化镓的材料特性
    1.3 单晶氧化镓的纳米力学行为研究现状
        1.3.1 力学性能的测量及尺寸效应的研究
        1.3.2 蠕变特性的研究
    1.4 单晶氧化镓精密研磨加工技术研究现状
    1.5 硬脆晶体材料加工后表面/亚表面损伤及其检测方法
    1.6 本文主要研究内容
第二章 单晶氧化镓的压痕尺寸效应研究
    2.1 引言
    2.2 纳米压痕技术及尺寸效应理论
    2.3 实验条件及分析方法
    2.4 实验结果与讨论
        2.4.1 纳米力学性能分析
        2.4.2 压痕尺寸效应现象
        2.4.3 尺寸效应因子分析
    2.5 本章小结
第三章 单晶氧化镓的蠕变特性研究
    3.1 引言
    3.2 蠕变特性理论
    3.3 实验条件及分析方法
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 载荷位移曲线分析
        3.4.2 蠕变位移分析
        3.4.3 等效压痕应力与等效应变率分析
        3.4.4 蠕变应力指数分析
    3.5 本章小结
第四章 单晶氧化镓游离磨料研磨加工的表面质量研究
    4.1 引言
    4.2 表面质量检测方案
        4.2.1 三维表面形貌轮廓仪检测
        4.2.2 扫描电子显微镜检测
    4.3 研磨实验条件及分析方法
        4.3.1 实验材料及设备
        4.3.2 研磨实验方案
    4.4 表面形貌与表面粗糙度分析
    4.5 解理形貌的抑制
        4.5.1 研磨盘材质对解理形貌的影响
        4.5.2 研磨压力对解理形貌的影响
    4.6 研磨加工工艺的确定
    4.7 本章小结
第五章 单晶氧化镓游离研磨后的亚表面损伤研究
    5.1 引言
    5.2 截面显微法检测方案
        5.2.1 截面显微法的制样
        5.2.2 抛光技术的选择
        5.2.3 腐蚀液的选择
    5.3 亚表面损伤实验方案
    5.4 亚表面损伤实验结果分析
    5.5 单晶氧化镓研磨加工后的亚表面损伤机理分析
        5.5.1 研磨过程中的材料去除方式
        5.5.2 亚表面裂纹层的产生过程
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文与科研成果



本文编号：2992910