I.1. Выбор способа разделки и резки кристаллов

Подготовка и резка кристаллов и буль на пластины.

Цель лабораторной работы - изучение методов ориентации и технологического процесса подготовки и резки кремниевых слитков (буль) и кварцевых секций на монокристаллические пластины.

В процессе выполнения лабораторной работы студенты знакомятся с уст­ройством отрезного станка, режимами и условиями резки, алмазным кругом с внутренней режущей кромкой, методикой контроля угла среза и геометрииплас­тин.

I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Технология современной оптоэлектроники предъявляет жесткие требования к заготовкам под структуры гибридных и интегральных микросхем и особенно к полупроводниковым и пьезоэлектрическим пластинам. Эти требования относятся к основным электрофизическим, оптическим и другим свойствам материала, определяющим конструкцию и работу прибора, а также к кристаллографической ориентации, геометрическим параметрам и качеству поверхности монокристаллических пластин. Реализация этих свойств в приборе и обеспечение их выхода годных для производства зависит от основных физико-механических и физико-химических свойств кристаллов, которые определяют технологию их производства, контроля и обработки.

В настоящее время наибольшее применение нашли:

* для фотодиодов - кремний и арсенид галия;

* для светоизлучающих диодов и лазеров - арсенид и фосфид галия;

* для акусто- и электрооптических модуляторов - ниобат и танталат лития, кварц, арсенид галия.

Арсенид галия и его соединения, способные генерировать свет, являются пока единственным материалом для полной интеграции волноводных элементов ОИС на монолитной обложке. Пассивные материалы, не генерирующие свет (кварц, ниобат и танталат лития, кремний) могут использоваться с внешним источником (полупроводниковым лазером) и друг с другом в дискретном или гибридном исполнении.

I.1. Выбор способа разделки и резки кристаллов

Кристаллы арсенида галия, кремния, ниобата и тантала лития выращиваются методом Чохральского из расплава. Действие сил поверхностного натяжения расплава, увеличение скорости вращения и диаметра растущего на затравке кристалла способствуют получению круглой формы. В результате выращеннные кристаллы полупроводников (кремния и арсенида галия, рис.1б) и пьезоэлектриков (ниобата и танталата лития, рис.1г) имеют близкую к цилиндрической форму диаметром 40-100 мм с едва заметными псевдоребрами и называются слитками или булями. Разориентация кристаллической решетки в слитке (були) не превышает нескольких минут (рис.1в). Кристаллы кварца, выращенные гидротермальным методом из растворов на затравках Z- и X- срезов, имеют ярко выраженную огранку (рис. 2).

рис.1

Схемы определения ориентации при поперечной разделке на пластины Z -,Y-и X-буль на ниобата и танталата лития (а), <111>-и <100>- слитков кремния (б) и разориентация кристаллической решётки относительно осей X,Y,Z (в).

Схемы определения ориентации при разделке кристалла кварца на X-(a) и Y (б)- секции и пластины.

Разделку слитков (буль) из точностных и экономических соображений целесообразно вести перпендикулярно оси роста, выбрав соответствующие ориентации пластины, затравки и направление оси роста.

Разделку кристаллов кварца на пластины в зависимости от их ориентации ведут по методу X- (рис.2а) и Y’- секций (рис.2б) с последующей резкой на пластины заданного среза.

Наряду с традиционным способом резки алмазным отрезным кругом (АОК) (рис. 3а-д) широкое применение получили способы резки алмазным кругом с внутренней режущей кромкой (АКВР) (рис.3е-к), полотнами (рис.3л) и проволокой (рис.3м).

Дата добавления: 2015-11-14