4H-SiC单晶

揭示裂纹萌生机制

通过分子动力学模拟首次揭示单颗金刚石磨粒磨削4H-SiC单晶的塑性变形与裂纹萌生机制，为低成本加工SiC晶圆提供理论依据。

高尚 · Haoxiang, Wang · Huang, Han · 康仁科

International Journal of Mechanical Sciences 2023

参数信息

首次揭示单晶

4 H-SiC

技术优势

首次揭示裂纹萌生机制

明确了裂纹萌生于滑移带的扩展，而非其他缺陷，为通过抑制滑移带来减少损伤提供了明确靶点。

应力驱动机制明确

区分了磨粒前方和下方裂纹的不同应力驱动因素，从而可以针对性地优化磨粒形状和工艺参数。

揭示亚表面损伤形成

发现早期塑性变形的亚表面损伤由非晶化和位错萌生造成，为解释磨削后亚表面损伤类型提供了原子尺度依据。

应用场景

• 微纳加工损伤控制：利用应力驱动机制优化工艺参数，抑制滑移带扩展，减少亚表面损伤。
• SiC晶圆超精密磨削：通过理解裂纹萌生位置和方向，指导磨料与工艺选择，提高SiC晶圆磨削质量。
• 磨削加工仿真：提供分子动力学模拟方法和塑性变形、裂纹萌生的机制揭示，作为仿真分析参考。
• 功率器件衬底加工：为功率器件SiC衬底的磨削加工提供理论指导，提升衬底表面完整性。