[发明专利]c向蓝宝石晶棒r向的确定及导向边的加工方法

说明书

本发明涉及一种c向蓝宝石晶棒r向的确定及导向边的加工方法。首先调节XRD衍射仪角度，将晶棒放置在辅助装置上，旋转晶棒确定一个a向并在左侧的三角标记板上标记。调节XRD衍射仪的入射角度及接收器角度到特定值，旋转晶棒确定出r向。最后根据a向导向边对r向的特殊要求确定导向边进行加工。本发明在一台XRD衍射仪通过旋转晶棒分别确定a向和r向，定向精度高，导向边一致性好，操作简便，节省人力，提高效率。

技术领域

本发明涉及蓝宝石晶棒加工领域，具体涉及c向蓝宝石晶棒r向的确定及导向边的加工方法。

背景技术

蓝宝石为α-Al₂O₃单晶，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构。蓝宝石晶体的最高工作温度可达1900℃，具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性。广泛的应用于固体激光、红外窗口、半导体衬底片、发光二极管衬底片等领域。

蓝宝石晶体具有各向异性的特点，在不同的方向上晶体的性质不同。蓝宝石衬底晶片是 LED 产业链的核心环节，由于蓝宝石晶体中r面为非极性面，r面的位置不同会影响蓝宝石器件的力学、热学、电学以及光学性能，以及蓝宝石器件后续加工的一致性和成品率。为了保证晶棒在后续加工过程中具有良好的一致性，选择a向作为导向边，通过a向与r向的位置保持一致来保证蓝宝石晶片的一致性。

目前，a向导向边的加工过程为：将晶棒垂直放置在XRD衍射仪上通过旋转晶棒确定出两种a向并标示在晶棒端面，然后在晶棒端面确定r向，最后根据r向要求选择a向进行导向边的加工。这种方法过程繁琐，需要两台XRD衍射仪以及两套工装夹具配合定向才能确定导向边的方向，会极大浪费设备利用率和操作时间，影响加工效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有工艺流程中存在的不足，提供一种高精度、高效率的c向蓝宝石晶棒r向的确定及导向边的加工方法。

本发明的目的是这样实现的：首先将辅助装置设置在XRD衍射仪样品台测量板的后面，旋转晶棒确定一个a向面并在左侧的三角标记板上标记，调节XRD衍射仪的入射角度及接收器角度到特定值，旋转晶棒至电流表指针偏转时，该面即为r向，最后根据a向导向边对r向的特殊要求确定导向边进行平磨加工。

本发明首先确定一个a向面并在左侧的三角标记板上标记，调节XRD衍射仪θ及2θ到特定值，旋转晶棒至电流表指针偏转时，该面即为r向，最后根据a向导向边对r向的特殊要求确定导向边进行平磨加工。具体工艺过程为：

（1）安装辅助装置：将底部带有滚轮，左侧带有三角标记板的辅助装置安装在XRD衍射仪测量板的后面。

（2）调节XRD衍射仪：将XRD衍射仪的入射角θ调节为18°55′，反射角2θ调节为37°50′。

（3）确定a向：将晶棒放置在辅助装置上，旋转晶棒找到a面X射线起峰的位置，在晶棒左侧按照三角板形状标记。

（4）调节XRD衍射仪：将XRD衍射仪的入射角θ调节为9°12′，反射角2θ调节为83°12′。

（5）确定r向：旋转晶棒找到r面X射线起峰的位置，在晶棒左侧三角板中线处标记。

（6）导向边加工：根据a向对r向的特殊要求，选择并平磨导向边。

本发明通过在XRD射线衍射仪上安装定向辅助装置，调节XRD衍射仪角度到a向的理论值，入射角θ为18°55′，反射角2θ为37°50′。由于r面没有直接暴露在晶棒表面，所以在定r向时利用r向与m向之间的夹角关系，实际的入射角为理论入射角与两晶面的夹角的差值，通过布拉格公式计算，将XRD衍射仪的入射角θ调节为9°12′，反射角2θ调节为83°12′。确定a向和r向位置后，根据要求确定导向边。

本发明还有这样一些特征：