單晶硅片在磨削過程中會不可避免地產生亞表面微裂紋損傷。采用偏振激光散射檢測方式對單晶硅片亞表面微裂紋損傷進行無損檢測,得到其對應的檢測信號強度,再利用有損檢測方式對單晶硅片亞表面微裂紋損傷體積密度進行定量測定,建立檢測信號強度與體積密度之間的對應關系并進行試驗驗證。結果表明:采用偏振激光散射檢測方式得到的硅片亞表面微裂紋體積密度與有損檢測方式的比較,其相對誤差在10%以內;在不影響生產效率的前提下,偏振激光散射檢測方式能無損、準確、快速地檢測硅片的亞表面微裂紋。 

【文章來源】：金剛石與磨料磨具工程. 2020,40(04)北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

偏振激光散射檢測裝置及原理

偏振激光散射檢測信號如圖2所示,檢測信號波動是因為檢測信號被外界條件(溫度、濕度、噪聲等)干擾。取圖2中縱軸最大最小電壓值的均值作為對應的檢測信號強度值,其值為0.41 mV,表明被磨削硅片在該處的亞表面微裂紋對應的檢測信號強度為0.41 mV。為了得到檢測信號強度對應的亞表面微裂紋信息,需要結合有損檢測方式進行定量處理,從而確定檢測信號強度與亞表面微裂紋信息之間的關系。1.3 亞表面微裂紋的有損檢測

在檢測過程中,觀測到了不同深度下的硅片亞表面微裂紋。為了定量表征硅片磨削面下不同深度處的微裂紋損傷程度,對不同深度處的亞表面微裂紋顯微觀測圖像進行二進制閾值處理,將圖像區(qū)域內的微裂紋設置為黑色,非裂紋基體設置為白色,可以得到微裂紋總面積與圖像總面積的比值,作為是該深度處的亞表面微裂紋面積密度[17]。另外,由于硅片亞表面微裂紋在剝層及腐蝕處理后張開,在硅片中占有一定空間,在這種情況下,將一定深度損傷層內的微裂紋總體積與基體總體積的比值作為該深度損傷層的微裂紋體積密度。由于有損檢測直接得到的是微裂紋面積密度,而無損檢測得到的檢測信號強度是偏振激光在亞表面總微裂紋內散射產生的,對應微裂紋體積密度。因此,為了建立無損檢測信號強度與微裂紋體積密度之間的聯系,需要得到微裂紋面積密度與微裂紋體積密度之間的關系,這將通過試驗構建微裂紋面積密度和微裂紋深度的關系來進行。由于檢測過程中需要化學腐蝕使亞表面微裂紋暴露出來,而腐蝕時間對微裂紋面積密度統(tǒng)計有很大影響。因此,要研究腐蝕時間對亞表面微裂紋面積密度統(tǒng)計的影響。在溫度與濕度等外界條件保持不變的條件下,觀測的同一試樣亞表面微裂紋在不同腐蝕時間下的變化如圖4所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3010003