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《后處理升溫速率對低溫拋光鍺單晶片變形的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號：TN305論文編號：102870516-S010學(xué)科分類號：080201碩士學(xué)位論文后處理升溫速率對低溫拋光鍺單晶片變形的影響（國家自然科學(xué)基金資助項目NO.51375237）(中國博士后科學(xué)基金特別資助項目No.2015T80547)研究生姓名張夢駿學(xué)科、專業(yè)機(jī)械制造及其自動化研究方向精密加工指導(dǎo)教師左敦穩(wěn)教授南京航空航天大學(xué)研究生院機(jī)電學(xué)院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanical&El
2、ectricalEngineeringResearchontheDistortionofSingleCrystalGermaniumWaferPolishedwithIce-BondedAbrasivesEffectofTemperatureRisingRateofAfterTreatment(SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina,No.51375237,ChinaPostdoctoralScienceFoundationNo.2015T80547)AThesisinMe
3、chanicalManufactureandAutomationbyZhangMengjunAdvisedbyProf.ZuoDunwenSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承諾書本人聲明所呈交的博/碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證
4、書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要鍺材料憑借優(yōu)異的物理、化學(xué)性能在高科技領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。鍺單晶片的變形控制是晶片加工中極為重要的一點。低溫拋光能加工出高質(zhì)量晶片，但加工后溫度回升的過程會導(dǎo)致晶片發(fā)生變形。本文通過有限元仿真，研究升溫速率對鍺單晶片變形的影響規(guī)律，同時還探討了晶片的幾何參數(shù)，如厚度、直徑對熱變形的影響。通過設(shè)計與制作溫
5、控箱，開展升溫速率對鍺單晶片變形影響試驗，對仿真結(jié)果進(jìn)行驗證。本文開展的主要工作內(nèi)容如下：（1）通過ANSYS熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真，探究升溫速率對晶片變形的影響規(guī)律：升溫速率越快，熱應(yīng)力越大，鍺單晶片越容易發(fā)生塑性形變，變形越明顯；在只考慮升溫處理產(chǎn)生的熱應(yīng)力的情況下，厚度越大，熱應(yīng)力也越大，越容易發(fā)生變形；對于超薄鍺晶片，不同直徑鍺單晶片在升溫處理中溫度大小及分布差別較小，熱應(yīng)力也相差不大。（2）設(shè)計、制作半導(dǎo)體溫控箱，用于實驗中升溫速率的控制。從-30℃～30℃，最短升溫時間為4分49秒，升溫可調(diào)范圍廣；響應(yīng)速度小于6s；控制精度為1
6、℃左右；同一高度選取的點上最大溫差為0.35℃，均勻性較好；相同電壓下兩次升溫時間偏差最大為2.33%，設(shè)備穩(wěn)定性高。用擬合的手段獲得了升溫時間與控制電壓之間的關(guān)系，并用其獲取實驗所需要的控制電壓，最后用實驗進(jìn)行了驗證。（3）通過實驗探究升溫速率對晶片變形的影響規(guī)律，得出以下結(jié)論：升溫速率越快，晶片變形越為明顯，在文中條件下，升溫時間超過60min后，晶片變形程度隨升溫時間改變變化很??；晶片越厚，在升溫處理中越不容易發(fā)生變形；晶片直徑越小，越不容易發(fā)生變形；升溫處理對應(yīng)力較為集中的晶片裂紋影響明顯；晶片的殘余應(yīng)力在升溫處理過程中發(fā)生了
7、改變，說明在升溫處理過程中熱應(yīng)力與殘余應(yīng)力共同作用引起材料局部的塑性變形，導(dǎo)致晶片彎曲變形，殘余應(yīng)力對變形有非常復(fù)雜的影響；鍺單晶片內(nèi)位錯在熱應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力共同作用下發(fā)生滑移與增殖是晶片變形的根本原因。關(guān)鍵詞：鍺單晶片，升溫速率，彎曲變形，熱應(yīng)力，有限元模擬I升溫速率對鍺單晶片變形的影響ABSTRACTGermaniumhasbeenwidelyusedinthefieldofhightechnologyforitsexcellentphysicalandchemicalproperties.Thedecreaseofdistortio
8、nisoneofthemostimportantpartinthemachiningofsinglecrystalgermaniumwafer.Thequalityofwaferwhichismachinedbylow-
