[发明专利]定向切割晶体任意晶面的简便方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定向切割晶体的方法，特别是定向切割晶体任意晶面的简便方法；属于 晶体材料切割加工技术领域。

背景技术

因为单晶体具有各向异性的性质，所以在单晶的制造、外延生长、器件制作以及管芯划 片等方面，都需要考虑晶体取向的影响。在实际应用中，根据使用目的的不同，需要不同取 向的单晶体，这就要求我们对晶体进行不同取向的定向切割。

文献1“赵正旭，半导体晶体的定向切割，科学出版社，1979”公开了三种主要的定向切割 方法：解理法、光图象法、X射线法，其中X射线法又分为劳厄照相法和X射线定向仪法。 解理法根据解理面和其他晶面间的相互关系来实现定向切割，仅适用于和解理面有较好对称 关系的晶面；光图象法根据解理面的光反射性和晶体结构的对称性来实现定向切割，仅适用 于某些透明晶体和晶向大致已知的少数低指数晶面，且定向准确度不高；劳厄照相法根据晶 体对连续X射线的衍射和极射赤面投影图来实现定向切割，分析处理工作繁杂，不易掌握， 且定向准确度不高；X射线定向仪法最为常用，其根据晶面对特征X射线的衍射来实现定向 切割，但仅适用于晶向偏离参考面不大的低指数衍射面，不太适用于高指数面衍射面、消光 面和晶向偏离参考面较大的低指数衍射面，要定向切割出任意晶面，往往只能边测量角度边 研磨修正，操作过程很繁琐，浪费晶体。

文献2“申请号为03121582.3的中国发明专利”公开了利用几何光学的反射原理，将氦氖 激光器与传统的晶体材料切割装置结合起来的定向切割方法，可准确地确定晶体的切割方向， 一次切割成所需任意晶面的晶体，不过该方法需要已知参考面的取向，而且当所需晶向与参 考面取向偏离较大以上时，其所采用的三角近似已不能使用。

发明内容

为了克服现有定向切割技术在定向切割晶体任意晶面时工作繁琐、浪费晶体的不足，本 发明提供一种定向切割晶体任意晶面的简便方法，利用电子背散射衍射技术，将电子背散射 衍射仪和传统的晶体材料切割装置结合起来，可以将任意晶系的晶体定向切割出任意晶面， 即使所需晶面为高指数衍射面或消光面，尤其适用于参考面取向未知、晶向偏离参考面较大 的晶体，且定向准确度高，操作简便，节省晶体。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种定向切割晶体任意晶面的简便方法，其 特征在于包括下述步骤：

(a)先将晶体用粘结剂粘在切割机托台上，再垂直于托台从晶体边缘处任意切割出一片 厚度均匀的晶片，将晶片上靠近晶体的晶面作为参考面，参考面上垂直于托台向下方向作为 纵向，平行于托台向右方向作为横向，纵向、横向与参考面法向符合坐标系的右手定则，然 后将参考面研磨并抛光，直至完全去除表面形变层；

(b)将晶片置于倾斜70°的样品台上，参考面朝上，且参考面横向与样品台倾斜轴平行， 使用电子背散射衍射仪采集样品参考面的电子背散射衍射花样，再标定上述花样，得到以欧 拉角(ψ₁，φ，ψ₂)表示的晶体取向，然后将欧拉角换算成密勒指数，得到参考面的纵向、 横向、法向指数；

(c)通过不同晶系的晶向夹角公式，计算出所需任意晶面的法线与参考面纵向、横向、 法向之间的夹角α、β、γ；

(d)根据参考面纵向、横向、法向之间的夹角α、β、γ，调整晶体的切割方向，一次 切割加工出符合要求的晶面。

本发明具有以下有益效果：

1.利用电子背散射衍射技术测定参考面的纵向、横向、法向指数，准确度高，操作简便。

2.在确定参考面的纵向、横向、法向指数之后，只需根据参考面和所需晶面之间的夹角， 就可以准确调整晶体切割方向，一次切割加工出符合要求的晶面，节省晶体。

3.本方法适用面广，可以将任意晶系的晶体定向切割出任意晶面，即使所需晶面为高指 数衍射面或消光面，尤其适用于参考面取向未知、晶向偏离参考面较大的晶体。

4.电子背散射衍射技术所需的设备是扫描电镜的常用附件——电子背散射衍射仪，不需 要改造切割设备。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是参考面的纵向、横向、法向三者之间的关系。

图2是晶片在扫描电镜样品室中的放置方位。

图3是参考面电子背散射衍射花样的示意图。