[发明专利]一种碳化硅晶体快速定向方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅晶体快速定向方法，利用切割前定向治具，直接把粘好玻璃棒的碳化硅晶棒通过胶水固定在切割前治具的平台上，然后通过切割前治具上的螺钉和蜗轮、蜗杆相互结合实现切割前治具上的平台能过进行水平和垂直方向上的运动，从而能够实现碳化硅晶棒水平和垂直方向角度的测量及定向，可以解决目前碳化硅晶棒切割前定向，存在操作性繁琐，精度低、耗时长等的问题，具有操作简单，耗时短，效率高，对人员操作要求低，精度高且不用将玻璃棒拿到磨床上进行研磨，成本低的特点。

技术领域

本发明涉及晶体加工技术领域，具体涉及一种碳化硅晶体快速定向方法。

背景技术

碳化硅作为第三代半导体材料，近年来迅速渗透到照明，电力器件，微波射频等领域的各个角落。在液晶显示器背光源、汽车用灯、装饰灯、通用照明、电动车、5G应用等领域有着广泛的应用市场，成为未来新能源发展的方向之一。

然而，碳化硅材料作为外延衬底，需要对其表面要有很高的要求，在外延长晶的过程中，由于衬底晶片角度的偏置会影响到在外延高温长晶的薄膜生长的缺陷密度与品质。角度的异常会造成在外延需要耗时耗费的作参数调整来达到好的品质。因此，切割前对碳化硅晶体进行定向是获得良好的碳化硅外延衬底必不可少的因素。

传统碳化硅晶棒切割前定向主要采用以下两种方法：第一种方法以晶柱柱身为基准进行定向，该种方法用在碳化硅短晶棒的定向，对人员的操作存在较大困难且会影响碳化硅定向角度的精度；第二种方法是采用晶体的端面进行定向，将粘结好玻璃棒的碳化硅晶棒固定在可调节垂直方向角度的治具上，然后再将固定好晶棒的治具，锁在X-Ray定向仪可以测量垂直方向角度一侧上，然后通过调节治具上的螺丝，寻找到X-Ray定向仪仪表上显示的最大波峰，此时的角度为碳化硅晶棒在垂直方向上的角度，然后再将调整好的碳化硅晶棒角度的治具，拿到研磨机台上以治具的底边为基准将玻璃棒磨平，然后再拿到X-Ray定向仪另一侧采用手动方法去调节水平方向角度，寻找到X-Ray定向仪仪表上显示的最大波峰，此时的角度为碳化硅晶棒在水平方向上的角度，然后将玻璃棒粘在线切机载台上，此种方法操作繁琐，耗时很长，效率低。

中国专利CN102615721B公开了一种晶体偏角度加工的定向料台，包括底座、调整板、垂直旋转靶、水平旋转靶、固定转盘螺丝，底盘上部安装支架、止退板，止退板上安装有调整板，调整板中间的立板上设有旋转台，旋转台连接连接架，连接架与位于远离支架一端设置的夹紧件相对。旋转台一侧安装有固定刻度盘的固定转盘螺丝，另一侧安装有竖直方向的垂直旋转靶，本发明的目的是为了能更好，更快，更直接的找到我们要求的晶体取向，并在最小程度上控制晶向的精度，从而避免了因精度不高而重复的费料加工，大大降低了成本，提升了晶体的使用率。但是此发明中，对晶体偏角度的定向时间较长，并且影响晶体切割出来晶片的外延品质。

中国专利CN106553276B公开了一种碳化硅晶体偏角度加工的定向夹具，属于晶体加工装置领域。所述定向夹具包括：旋转滑台，固定连接在切割工作台上，设置有旋转角度调整旋钮；水平角度调节器，安装于旋转滑台上表面，设置有水平角度调节旋钮；支撑架，设置有支撑架底座，支撑架底座固定连接在水平角度调节器上表面，且在支撑架底座上表面固定连接有直线滑轨；压紧块，固定连接在直线滑轨的滑块上表面，可跟随滑块滑动。本发明以偏0°的圆柱形晶棒为基础，通过调节水平角度调节器的角度，可斜切2°至4°偏角度衬底；通过调节旋转滑台相对于垂直面的角度，可斜切4°至8°偏角度衬底；且精度可达到±1。但是此发明中，对晶体定向过程中需要辅助多个支撑设备，对晶体的定向时间较长，增加定向成本投入。

因此，需要提供一种碳化硅晶体快速定向方法，利用切割前定向治具，直接把粘好玻璃棒的碳化硅晶棒通过胶水固定在切割前治具的平台上，然后通过切割前治具上的螺钉和蜗轮、蜗杆相互结合实现切割前治具上的平台能过进行水平和垂直方向上的运动，从而能够实现碳化硅晶棒水平和垂直方向角度的测量及定向。

发明内容