本发明专利技术提供一种用于碳化硅晶体偏角整形的装置及方法，该装置包括：夹持晶锭的夹具；调节偏角方向的偏角调节模块；以及吸附于磨床的基底；其中，所述偏角调节模块为双正弦模块。本发明专利技术可保证碳化硅晶体偏角晶面的一次定向成型，避免了常规偏角整形时多次修正的过程，有效提高了整形效率，且本发明专利技术操作简单、精度较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对碳化硅晶体进行偏角整形，更具体地，本专利技术涉及一种用于碳化硅 晶体偏角整形的装置以及使用该装置进行整形的方法。
技术介绍
碳化硅晶体是第三代宽带隙半导体材料，和第一代硅、第二代砷化镓半导体材料 相比，具有禁带宽度大、击穿电压高、热导率高、电子饱和漂移速率高、电子迀移率高、介电 常数小、抗辐射性能强、化学稳定性好等优良的物理化学性质，以及与硅集成电路工艺兼容 等特点，优良的性能使得碳化硅晶体成为制造高温、高频、大功率、抗辐射、不挥发存储器件 及光电集成器件的优选材料，成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同为第 三代宽带隙半导体的氮化镓、氮化铝、氧化锌等单晶材料虽然性能同样优异，但晶体生长制 备非常困难，而碳化硅单晶材料经过多年的研究其生长技术已经取得突破，为大规模产业 化应用奠定了基础。 将碳化硅晶体应用于器件需加工成一定尺寸的晶片，基本工艺包括晶体生长、晶 锭裁切与检测、外径研磨、切片、倒边、表层研磨、蚀刻、抛光等步骤。由于碳化硅晶体硬度很 高，仅次于金刚石，这为晶体加工带来很大的困难，特别是外延用的碳化硅衬底片，由于工 艺需求其(0001)面必须沿〈11 20>方向进行4度或8度偏转，而碳化硅晶体的生长由于微管 控制需求，籽晶可能都是经过多次偏转加工，因此，加工衬底晶片时晶锭端面的磨削量比较 大。 目前比较先进的偏角加工方式是在程控磨床上加装在线定向系统，通过万向转台 的调节对偏角面进行精确加工，但是这种方式成本比较高。传统的加工方式是利用普通磨 穿结合正弦规进行两次定向偏角加工，这种方式加工时间较长、端面磨削量较大。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术人意识到，对于小批量碳化硅晶片偏角加 工时如果采用在线定向加工技术，加工成本太高。通过将碳化硅晶体常规的定向磨削技术 进行改进以使其满足碳化硅晶体的偏角加工要求，可能可以实现较少磨削量下碳化硅晶体 偏角面的一次性定向整形。 鉴于上述认识，本专利技术所要解决的技术问题包括提供一种用于碳化硅晶体偏角整 形的装置以及使用该装置进行整形的方法，可保证碳化硅晶体偏角晶面的一次定向成型， 避免了常规偏角整形时多次修正的过程，有效提高了整形效率，且本专利技术操作简单、精度较 尚。 为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供了一种用于碳化硅晶体偏角整形的 装置，包括:夹持晶锭的夹具；调节偏角方向的偏角调节模块；以及吸附于磨床的基底；其 中，所述偏角调节模块为双正弦模块。 本专利技术所采用的偏角整形装置，通过对双正弦模块十字方位上的量程调节，可以 对晶锭进行一次性偏角修正，提高了整形效率。而且，由于减少了定向修正次数，减少了晶 锭端面的磨削量，有效提高晶锭的出片率的同时有效降低晶锭的开裂率。 较佳地，所述夹具可采用三爪夹头。 由于碳化硅晶锭多为圆形，夹持晶锭的夹具采用三爪夹头，可提高夹持过程的稳 定性。 较佳地，所述夹具具备标准十字方位标刻。由此可便于晶锭偏角方向的精确定位。 较佳地，所述偏角调节模块可由铝合金材料制成。 借助于此，可以有效降低整个装置的重量，便于加工过程中的移动。 较佳地，可通过游标式旋钮调节所述偏角调节模块的量程。 借助于此，可以对晶锭的偏角进行精确调节。 较佳地，所述偏角调节模块具备锁死机构。 借助于此，可以防止整形过程中量程高度发生变化，影响整形精度。 较佳地，所述基底可使用永磁吸盘。 借助于此，这样可以有效降低装置的重量。 另一方面，本专利技术还提供一种采用上述装置进行碳化硅晶体偏角整形的方法，包 括： (1) 在待整形的碳化硅晶锭的晶面偏角方向上进行十字定位并标注； (2) 对晶面进行定向，确定偏差角度； (3) 将所述碳化硅晶锭放置于夹具上，所述碳化硅晶锭的十字定位标注与所述夹具的 十字定位标记重合后将所述夹具锁死； (4) 利用正弦原理换算晶面十字方向上偏差角度需去除的高度； (5) 将双正弦模块十字方向上量程调整相应高度并锁死； (6) 将夹持好所述碳化硅晶锭的装置置于平面磨床上吸附后进行磨削整形。 根据本专利技术的加工方法，可保证碳化硅晶体偏角晶面的一次定向成型，避免了常 规偏角整形时多次修正的过程，有效提高了整形效率，且本专利技术操作简单、精度较高。 根据下述【具体实施方式】并参考附图，将更好地理解本专利技术的上述内容及其它目 的、特征和优点。【附图说明】 图1示出了根据本专利技术一实施形态的用于碳化硅晶体偏角整形的装置的结构示意 图； 图2示出了图1所示装置中碳化硅晶锭生长端面的十字标刻的示意图； 图3示出了采用图1所示装置夹持碳化硅晶锭的示意图； 附图标记： 1、 晶锭(晶体）， 2、 夹具， 21、夹头， 3、 偏角调节模块， 31、量块， 4、 基底， 5、 游标式旋钮， 6、 锁死机构， 7、 晶锭生长端面（（OOOl)面）， A、标刻线。【具体实施方式】 以下，参照附图，并结合下述实施方式进一步说明本专利技术。应理解附图及下述实施 方式仅是示例性地说明本专利技术，并不是限定本专利技术，在本专利技术的宗旨和范围内，下述实施方 式可有多种变更。 针对目前晶体偏角加工方式中存在的种种不足之处，本专利技术提供了一种用于碳化 硅晶体偏角整形的装置，包括:夹持晶锭的夹具;调节偏角方向的偏角调节模块；以及吸附 于磨床的基底;其中，所述偏角调节模块为双正弦模块。〈偏角整形装置〉 图1示意性地示出了本专利技术一实施形态的用于碳化硅晶体偏角整形的装置，图2示出了 图1所示装置中碳化硅晶锭生长端面的十字标刻的示意图；图3示出了采用图1所示装置夹 持碳化硅晶锭的示意图。如图1所示，该装置可包括夹持晶体1的夹具2、调节偏角方向的偏 角调节模块3和吸附于磨床的基底4。其中，夹具2可以承载且夹持碳化硅晶锭1，而且如图3所示，夹具2可采用三爪夹头 21，可提高夹持过程的稳定性。另外，如图2和图3所示，夹具2上需进行标准十字方位标刻， 便于晶体偏角方向的定位。本专利技术中，上述调节偏角方向的偏角调节模块3为双正弦模块，如图1所示，双正弦 模块3由X方向的正弦模块和Y方向的正弦模块叠加而成，X方向以0为旋转轴调节偏角Φ，同 时Y方向以〇为旋转轴调节偏角Φ '，实现X、Y两个方向的偏角一次修正完成。双正弦模块3 的上方与夹具2连接当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于碳化硅晶体偏角整形的装置，其特征在于，包括：夹持晶锭的夹具；调节偏角方向的偏角调节模块；以及吸附于磨床的基底；其中，所述偏角调节模块为双正弦模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，庄击勇，黄维，王乐星，卓世异，施尔畏，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。