[发明专利]一种单晶切割装置

说明书

技术领域

本发明属于单晶晶片制备技术领域，具体的说，是一种单晶切割装置，用于切割出厚度均一、应力缺陷小的晶片。

背景技术

高能X、γ射线探测是核安全领域的关键技术之一，在环境监测、空间飞行、医学检测、工业探伤等领域得到了广泛的应用。传统的元素半导体探测器材料如Ge、Si等虽然有合适的探测效率和良好的能量分辨率，但是必须工作在77K以下的低温中，这给探测工作带来了诸多不便。新近发展的化合物半导体材料如GaAs、CdTe、InP等由于禁带宽度窄、电阻率偏低、室温条件下工作漏电流大、制备成本高等诸多不利因素，严重制约了其应用。而溴化铊作为一种具有较高平均原子序数（Tl:81,Br:35），较大禁带宽度（2.68eV），较高电阻率（10¹⁰Ω.cm）的化合物半导体，是一种很有发展前景的核辐射探测器用材料，因而得到了国际很多科研机构的青睐。然而溴化铊探测器的载流子收集效率、能量分辨率、低噪声等性能受到晶片切割制备的影响，如何切割出厚度仅有1~2mm，切面均匀平整，厚度均一，表面应力小、凹凸缺陷少的晶片成为制备高性能探测器的一大关键因素。传统的切割方法仅仅是一只手固定住圆柱形的晶体，另一只手手持金刚锯沿着柱形晶体的横切面来回缓慢的拉割切片。溴化铊是一种比较软的晶体，努氏硬度为12kg/mm²，在切割过程中很容易因为金刚锯偏离横切面而切割出厚度严重不均一的台阶形晶片或者中途因为晶片越切越薄而使晶片断开，白白浪费了晶体。即便切割出了完整的晶片，也会因为切割过程中用力不均匀而使晶片表面产生较大应力。因而，有必要设计出一种既能固定晶体又能保证切割过程高效、均一的模型。

发明内容

本设计所要解决的技术问题是克服现有切割方法切割速度缓慢，晶片成品率低，切割出的晶片应力大、表面缺陷多、厚度不均匀的不足，提供一种适于高效切割单晶的方法，改善晶片厚度均一性，降低晶片表面应力，减少表面凹凸，提高成品率。

一种单晶切割装置，包括：

切割盖，其为一金属凹形槽，凹形槽内底部开有半圆槽，凹形槽槽壁上加工有切割栅；

切割底座，其为一长方体金属块，长方体金属块的一表面开有半圆槽，长方体金属块在开有半圆槽的表面加工有切割栅；切割底座嵌套于切割盖的凹形槽内，切割底座与切割盖的半圆槽合成一放置待切割单晶的通槽，切割底座与切割盖的切割栅一一对应形成一个完整的单晶切割栅；

金刚锯，其穿过单晶切割栅，前后拉割金钢锯实现切片。

本发明的技术效果体现在：

采用本设计切割晶片，可以有效减少晶片表面缺陷及应力，提高切片的速度及晶片成品率，制备出厚度均一，表面平整的晶片。同时，通过改变圆孔的直径，可以设计出适于其他直径晶体的切割模型；通过改变挡板的厚度，可以设计出适于其他厚度晶片的切割模型。

附图说明

图1为本发明整体结构图；

图2为图1的倒置结构示意图；

图3为本发明切割盖的三维视图；

图4、图5和图6分别为本发明实施例的切割盖的左视图、前视图和俯视图；

图7为本发明切割底座的三维结构图；

图8、图9和图10分别为本发明实施例的切割底座的左视图、前视图、俯视图；

图11为将晶体放置于切割底座的半圆形凹槽内的示意图；

图12为将切割盖套放在切割底座上的示意图；

图13为金刚锯穿过切割栅的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本参见图1和2，本发明晶片切割装置包括切割盖、切割底座和金刚锯。图3为切割盖的三维视图，切割盖为一金属凹形槽，凹形槽内的底部开有半圆槽，在凹形槽的侧部及底部槽壁上加工有多条通槽形成多条切割栅。图4~6为本发明切割盖的一个实施例的不同视图，图中的数字表示尺寸，尺寸以毫米为单位。从图中可以看出模块底部中间位置有一个半圆形的凹槽，直径8mm；相邻栅间距为1mm，切割栅共有20个，前十个厚度为1mm，后十个厚度为2mm，分别用于切割厚度1mm及2mm的晶片，如需切割其他厚度的晶片，只需要改变挡板的厚度即可。