【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金刚石晶体检测，具体涉及一种同时检测金刚石晶体台阶流方向及结晶质量的方法。
技术介绍
1、金刚石材料因其出色的硬度、导热性能、化学稳定性等特性，被广泛应用于各个领域，例如切割工具、光学窗口以及高压装置中的金刚石对顶砧等。金刚石的禁带宽度高达5.3ev，是一种非常良好的绝缘体。同时，金刚石热导率非常高，约为1000-2600w/(m·k)，这使得它有望成为制造高功率电子器件的候选材料。在高功率射频应用中，金刚石材料的场效应晶体管，极有可能会代替硅基器件。但是目前金刚石材料的成本依然较高，而且尺寸较小，尚未达到大尺寸晶圆级。而且在金刚石晶体生长方面，也有很多尚未解决的技术问题。金刚石材料的推广依旧任重道远。
2、目前，晶圆级金刚石的生长方法主要是等离子cvd法，通过拼接小尺寸金刚石衬底，同质外延生长。同质外延生长时一般使用金刚石的(100)晶面作为衬底，[100]晶向是迄今为止最适合生产高质量外延薄膜的取向，因为它可以稳定生长，并且可以通过适当的生长条件来控制结构缺陷。
3、由于金刚石硬度高的物理性质，其在切割过程中很难获得严格的{100}晶面族，一般都会产生偏角。金刚石的{100}晶面族在x射线衍射表征时，一般产生的是(400)峰，2θ在120°附近，如果晶面有较大的偏角，2θ极容易超出仪器能够探测的衍射范围。而且{100}晶面族的衍射强度较弱，不利于表征晶体的结晶质量。另一方面，现有技术对{100}晶面族进行x射线衍射表征时，无法实现对金刚石晶体台阶流方向的标定，需要采取其他手段才能获得台阶
技术实现思路
1、针对金刚石切割{100}晶面族时易产生较大偏角影响x射线表征，且{100}晶面族的衍射强度较弱的技术问题，本专利技术提供一种同时检测金刚石晶体台阶流方向及结晶质量的方法，通过测试(311)晶面来表征金刚石晶体的结晶质量，并利用(311)晶面测试时[110]晶向会和布拉格衍射圆重合在同一个面内的性质，对[110]晶向进行表征，同时实现对金刚石晶体的台阶流方向的标定。
2、本专利技术技术方案如下：
3、一种同时检测金刚石晶体台阶流方向及结晶质量的方法，使用x射线衍射仪检测金刚石晶体，调节x射线衍射仪的入射角和出射角，先进行面内phi扫描，得到最强的衍射峰后，停止扫描，记录phi值，获得台阶流方向，再进行omega扫描，获得(311)晶面的半高宽，即得到晶体的结晶质量参数。其中，phi值为面内旋转角度，即样品台绕样品表面法线旋转的角度；omega扫描为不断改变入射x射线与样品表面的夹角ω进行连续扫描的方法，根据xrd仪器的不同，omega扫描的扫描方式可以为x射线光源移动，也可以为样品绕样品台中心旋转轴旋转。
4、进一步的，以金刚石晶体待测面为正面，检测前对金刚石晶体的背面进行抛光，以免影响测试精度。
5、进一步的，抛光后，金刚石晶体背面的高度起伏在20μm以内。
6、进一步的，为确保测试精度，金刚石晶体的厚度不超过5mm。
7、进一步的，x射线衍射仪的入射角、出射角的调节方法为：
8、调节x射线衍射仪的入射角为20°，调节x射线衍射仪的出射角为71.7°，输入晶体的厚度，并使入射角在±2°扫描，当衍射强度最强时，停止扫描，此时角度即为入射角；
9、保持入射角度不变，令出射角在±2°扫描，获得最大强度，停止扫描，此时角度即为出射角。
10、进一步的，面内phi扫描的扫描范围为0~360°，和/或扫描步长为1°/s，该扫描参数能够提高测试效率。
11、进一步的，omega扫描的扫描范围为19.5°~21°，和/或扫描步长为0.01°/s，该扫描参数能够提高测试效率。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、（1）本专利技术方法根据金刚石晶体特点，利用(311)晶面xrd测试时[110]晶向会和布拉格衍射圆重合在同一个面内的特性，在表征晶体结晶质量的同时，能够实现对生长的台阶流方向的标定，具有操作简单，测试时间短的特点。
14、（2）相比于检测(100)晶面，本专利技术方法检测(311)晶面，衍射强度更高，2θ角度更小，避免了因切割偏角导致的超出仪器衍射范围的影响，测试精度更高。
15、（3）同时本专利技术方法属于无损检测，节约检测成本。
16、（4）本专利技术方法适用于工业生产，为金刚石晶体的表征和定向提供了新的思路。
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1.一种同时检测金刚石晶体台阶流方向及结晶质量的方法，其特征在于，使用X射线衍射仪检测金刚石晶体，调节X射线衍射仪的入射角和出射角，先进行面内Phi扫描，得到最强的衍射峰后，停止扫描，记录Phi值，获得台阶流方向，再进行Omega扫描，获得(311)晶面的半高宽，即得到晶体的结晶质量参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以金刚石晶体待测面为正面，检测前对金刚石晶体的背面进行抛光。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，抛光后，金刚石晶体背面的高度起伏在20μm以内。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，抛光后，金刚石晶体的厚度不超过5mm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，X射线衍射仪的入射角的调节方法为：调节X射线衍射仪的入射角为20°，调节X射线衍射仪的出射角为71.7°，输入晶体的厚度，并使入射角在±2°扫描，当衍射强度最强时，停止扫描，此时角度即为入射角。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，X射线衍射仪的出射角的调节方法为：保持入射角度不变，令出射角在±2°扫描，获得最大强度，停止扫
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，面内Phi扫描的扫描范围为0~360°。
8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，面内Phi扫描的扫描步长为1°/s。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，Omega扫描的扫描范围为19.5°~21°。
10.如权利要求1或9所述的方法，其特征在于，Omega扫描的扫描步长为0.01°/s。
...【技术特征摘要】
1.一种同时检测金刚石晶体台阶流方向及结晶质量的方法，其特征在于，使用x射线衍射仪检测金刚石晶体，调节x射线衍射仪的入射角和出射角，先进行面内phi扫描，得到最强的衍射峰后，停止扫描，记录phi值，获得台阶流方向，再进行omega扫描，获得(311)晶面的半高宽，即得到晶体的结晶质量参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以金刚石晶体待测面为正面，检测前对金刚石晶体的背面进行抛光。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，抛光后，金刚石晶体背面的高度起伏在20μm以内。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，抛光后，金刚石晶体的厚度不超过5mm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，x射线衍射仪的入射角的调节方法为：调节x射线衍射仪的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋猛，王旗，李祥皓，宋生，赵树春，杨晓俐，李霞，宁秀秀，潘亚妮，王宗玉，
申请(专利权)人：山东天岳先进科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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