单晶4H-SiC晶圆

应力控制损伤演化

揭示了应力状态如何决定单晶4H-SiC在纳米划刻中的损伤模式，为抑制亚表面损伤的超精密磨削提供了依据。

Xinhao, Li · Qingqing, Huang · Guanwei, He · WuQian, Li · 赵军 · 穆德魁 · Huang, Han

Tribology International 2026

技术优势

临界切深可预测

分子动力学模拟预测的脆性-延性转变临界切深范围与aBDS模型吻合，且经恒载荷纳米划刻实验验证，可直接指导工艺参数选择。

损伤模式可解析

应力状态决定损伤模式：剪切主导下形成非晶滑移带，局部拉伸下裂纹萌生，局部高压下发生同素异构相变，为针对性抑制损伤提供依据。

损伤演化有判据

应力三轴度是控制损伤演化的关键参数，超过临界阈值时剪切应力转为拉伸应力，滑移带损伤发展为裂纹，可据此主动避免开裂。

应用场景

• 功率半导体衬底：用低损伤磨削获得高质量衬底，提升器件性能和良率。
• 功率器件制造：减少加工亚表面损伤，降低器件失效风险。
• 超精密磨削工艺：依据应力状态选择工艺参数，抑制裂纹和非晶化。
• 纳米划刻测试：用临界切深和应力三轴度判据解析损伤，标定工艺窗口。