一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法技术

本发明专利技术涉及一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法，包括：将大尺寸非规则锑化物晶体固定到经过特殊设计的石墨托上；将石墨托固定到切割机的基准台面上，基准台面下方设置有双方向转台以及平移平台，双方向转台用于调整石墨托相对单线切割机的角度，平移平台用于调整石墨托相对单线切割机的距离；通过切割机对固定在石墨托上的大尺寸非规则锑化晶体进行切割，切割完一次后使用X射线定向仪对大尺寸非规则锑化晶体进行定向，并根据定向调整结果调整双方向转台的角度；确定切割完成的非规则锑化晶体固定的断段标记处，将所述基准台面移动到所述断段标记处进行断段，得到锑化物晶体材料。物晶体材料。物晶体材料。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法


[0001]本专利技术涉及晶体制造
，尤其涉及一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法。

技术介绍

[0002]锑化物晶体材料是指由一种或几种金属与锑的化合物所组成的晶体材料。主要有GaSb、InSb、AlGaSb、InAsSb、InGaAsSb、AlGaAsSb等，它们的晶格常数一般都在0.61nm左右。其中GaSb、InSb等晶体材料制备的衬底材料可以用于外延超晶格材料等，其禁带宽度可以在较宽的范围内调节，能够较好的实现晶格或者应变匹配，非常有利于生长高质量的材料，对应的波长可覆盖0.78μm(近红外)到12μm(远红外)的光谱区域，所以可以用于制备光电探测器、热光伏电池、激光器等，广泛应用于环境监测、化学物品探测、生物医学、卫星遥感、激光雷达、目标指示等领域中。但是随着对更大规模高灵敏度探测阵列、更大规格高性能热光伏电池等的需求，其也需要更大尺寸的，质量更优的锑化物晶体材料，例如晶体直径≥3英寸，定向精度要求≤0.1
°
等。
[0003]锑化物晶片材料的制备过程为晶体生长完成后使用内圆切割机配合X射线定向仪进行切割定向，将晶体端面定向为想切割的晶片晶向，然后使用内圆切割机直接进行晶体断段，将晶体断成多线切割机能够切割的长度，接着使用多线切割方法进行晶体的切片，切片完成后进行倒角、研磨、抛光等工艺，最后完成锑化物晶片材料的制备。一般锑化物晶体材料常用直拉法(CZ)、液封直拉法(LEC)等生长方法沿<n11>、<100>、<110>等方向进行晶体生长，沿这些生长方向生长，晶体对称性较差，所以无法像硅、锗晶体一样生长为特别规则的圆棒晶体。同时锑化物晶体材料的临界剪切应力小，极易因热应力等问题引入位错缺陷，所以锑化物晶体材料无法实现像硅等晶体一样的180
°
平放肩生长，仅能以一个较小的放肩角度生长，导致随着晶体最大直径的增加，晶体变得很长。大部分的锑化物晶体材料的生长温度较低，例如锑化铟、锑化镓的生长温度分别仅为525℃、700℃左右，其极易因微小的生长环境变化而导致晶体直径发生突变，生长完成的晶体外形尺寸变化极为不平滑。以上原因导致大尺寸锑化物晶体外形存在超长、非规则、不平滑等现象，现有的粘接石墨托无法稳固粘接这种外形的锑化物晶体材料，所以无法保证最终的晶向准确度，而且常用的内圆切割定向+多线切割切片的方式因尺寸以及外形问题也无法对其进行定向切割。而且因锑化物晶体材料本身性质软脆，如果切割损伤较大，则极易造成定向晶片碎裂或晶体碎裂，所以无法使用成熟的硅等材料使用的采用锯片切割原理对大尺寸晶体进行断段，且这种断段方法常需夹持晶体两端，对于软脆锑化物晶体材料来说，极易造成碎裂。综上，急需开发低损伤的大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供了一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法，所述大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法包括：将大尺寸非规则锑化晶体固定到经过特殊设计的石墨托上；将所述石墨托固定到切割机的基准台面上，所述基准台面下方设置有双方向转台以及平移平台，所述双方向转台用于调整所述石墨托相对所述单线切割机的角度，所述平移平台用于调整所述石墨托相对所述单线切割机的距离；通过所述切割机对固定在所述石墨托上的所述大尺寸非规则锑化晶体进行切割，切割完一次后使用X射线定向仪对所述大尺寸非规则锑化晶体进行定向，并根据定向调整结果调整所述双方向转台的角度；确定切割完成的所述大尺寸非规则锑化晶体固定的断段标记处，将所述基准台面移动到所述断段标记处进行断段，得到锑化物晶体材料。
[0006]可选地，将大尺寸非规则锑化晶体固定到经过特殊设计的石墨托上，包括：使用粘接物将所述大尺寸非规则锑化晶体固定到所述石墨托上。
[0007]可选地，通过所述切割机对固定在所述石墨托上的所述大尺寸非规则锑化晶体进行切割时，设定切割进给速度为0.05～1mm/min，切割线线速度为200～1000m/min。
[0008]可选地，确定切割完成的所述大尺寸非规则锑化晶体固定的断段标记处，将所述基准台面移动到所述断段标记处进行断段，得到锑化物晶体材料之后，所述方法还包括：对得到的所述锑化物晶体材料进行多线切割。
[0009]可选地，将所述石墨托固定到切割机的基准台面上，包括：通过粘接物将所述石墨托固定到所述切割机的所述基准台面上。
[0010]可选地，当通过粘接物将所述石墨托固定到所述切割机的所述基准台面上，和通过粘接物将所述大尺寸非规则锑化晶体固定到所述石墨托上时，所述通过所述切割机对固定在所述石墨托上的所述大尺寸非规则锑化晶体进行切割之后，所述方法还包括：加热所述大尺寸非规则锑化晶体、所述石墨托以及所述基准台面，以使得三者实现分离。
[0011]可选地，所述双方向转台具有平面360
°
旋转，垂直方向≥20
°
范围俯仰的功能，且所述双方向转台精度不高于0.05
°
。
[0012]本专利技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0013]本申请提供的大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法，包括：将大尺寸非规则锑化晶体固定到经过特殊设计的石墨托上；将所述石墨托固定到切割机的基准台面上，所述基准台面下方设置有双方向转台以及平移平台，所述双方向转台用于调整所述石墨托相对所述单线切割机的角度，所述平移平台用于调整所述石墨托相对所述单线切割机的距离；通过所述切割机对固定在所述石墨托上的所述大尺寸非规则锑化晶体进行切割，切割完一次后使用X射线定向仪对所述大尺寸非规则锑化晶体进行定向，并根据定向调整结果调整所述双方向转台的角度；确定切割完成的所述大尺寸非规则锑化晶体固定的断段标记处，将所述基准台面移动到所述断段标记处进行断段，得到锑化物晶体材料，该方法能够使得大尺寸非规则锑化物晶体稳固粘接，并能够实现锑化物晶体的切割定向，最后能够将晶体断段成为合适的长度，从而能够使用多线切割方式对晶体的切片。
附图说明
[0014]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法的基本流程图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的三种非规则锑化晶体的形状示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法，其特征在于，所述大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法包括：将大尺寸非规则锑化晶体固定到经过特殊设计的石墨托上；将所述石墨托固定到切割机的基准台面上，所述基准台面下方设置有双方向转台以及平移平台，所述双方向转台用于调整所述石墨托相对所述单线切割机的角度，所述平移平台用于调整所述石墨托相对所述单线切割机的距离；通过所述切割机对固定在所述石墨托上的所述非规则锑化晶体进行切割，切割完一次后使用X射线定向仪对所述大尺寸非规则锑化晶体进行定向，并根据定向调整结果调整所述双方向转台的角度；确定切割完成的所述大尺寸非规则锑化晶体固定的断段标记处，将所述基准台面移动到所述断段标记处进行断段，得到锑化物晶体材料。2.根据权利要求1所述的大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法，其特征在于，将大尺寸非规则锑化晶体固定到经过特殊设计的石墨托上，包括：使用粘接物将所述大尺寸非规则锑化晶体固定到所述石墨托上。3.根据权利要求1所述的大尺寸锑化物晶体材料切割定向以及断段方法，其特征在于，通过所述切割机对固定在所述石墨托上的所述大尺寸非规则锑化晶体进行切割时，设定切割进给速度为0.05～1mm/min，切割线线速度为200～1000m/min。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，董涛，折伟林，王小龙，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：