Microtribological Properties of Singlecrystal Silicon and Silicondioxide Layr

单晶硅和二氧化硅层的微观摩擦学性能

• 批准号: 06452165
• 负责人: KATO Takahisa
• 金额: $ 4.74万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 1995
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06452165/
• 关键词: Singlecrystal Silicon; Microtribology; Ultramicro Hardness; Dynamic Ultramicro Hardness of High Temperature; Silicondioxide; スクラッチ試験; 微小硬さ

With the developement of micro fabrication, singlecrystal silicon has been used in many microelements such as micromachines. The aim of this research is to clarify the microtribological properties of synglecrystal siliconand to improve their characteristics by siliocondioxide over coat. First of all micro hardness of the surfce of singlecrystal silicon is measured by using a dynamic hardness tester. The relation between the indentation load and indentation depth is measured under the usual environment and under ultra high temperature. The specimen used in this experiment is singlecrystal silicon of (1,1,1) and with a ovre coat of silicondioxide. Thickness of silicondioxide is 988 nm wich is coated by plazma CVD method. Temperature is varied from room temperature to 800 deg. It is found that (1) dynamic hardness is small when the surface is coated by silicondioxide, (2) dynamic hardness is small when the indentation is small and (3) dynamic hardness becomes maximum at 300-400 deg (C).

随着微细加工技术的发展，单晶硅已被广泛应用于微机械等微器件中。本研究的目的是阐明单晶硅的微观摩擦学性能，并通过氧化硅表面涂层来改善其性能。首先用动态硬度计测定了单晶硅表面的显微硬度。在常规环境和超高温条件下测量了压痕载荷与压痕深度的关系。本实验所用的样品是（1，1，1）型单晶硅，表面覆盖一层二氧化硅。采用等离子体化学气相沉积法制备了厚度为988 nm的二氧化硅薄膜。温度从室温到800度不等。结果表明：（1）当表面涂覆二氧化硅时，动态硬度较小;（2）当压痕较小时，动态硬度较小;（3）动态硬度在300-400 ℃时达到最大值。

项目成果

福田勝己,上原良浩、加藤孝久: "単結晶シリコンの動的微小硬さ" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. 95-1. 113-114 (1995)

Katsumi Fukuda、Yoshihiro Uehara、Takahisa Kato：“单晶硅的动态显微硬度”日本机械工程师学会第 72 届普通会议记录 95-1（1995）。

加藤孝久: "AFM,SEMの微小硬さ試験への応用" トライボロジスト. 40. 211-216 (1995)

Takahisa Kato：“AFM 和 SEM 在显微硬度测试中的应用”摩擦学家 40. 211-216 (1995)。

福田勝己: "単結晶シリコンの摩擦特性(結晶方向の影響)" 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 353-356 (1995)

Katsumi Fukuda：“单晶硅的摩擦特性（晶体取向的影响）”日本摩擦学会摩擦学会议论文集 353-356（1995）。

K.Fukuda, at al: "Dynamic Nanoscopic Hardness of Silicon Monocrystal at High Temperature" Prepr.JSME. 95(10). 154-155 (1995)

K.Fukuda 等人：“高温下单晶硅的动态纳米硬度”Prepr.JSME。

福田勝己,上原良浩、加藤孝久: "単結晶シリコンの摩擦特性(結晶方向の影響)" 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 353-356 (1995)

Katsumi Fukuda、Yoshihiro Uehara、Takahisa Kato：“单晶硅的摩擦特性（晶体取向的影响）”日本摩擦学会摩擦学会议论文集 353-356（1995）。