Ориентация с помощью метода световых фигур.
Этот способ нашел мировое применение ориентации слитков. Метод заключается в следующем: если предварительно отшлифованный торец слитка протравить в селективном травителе, то на нем образуются фигуры травления в виде ямок и выступов. Последние имеют четкую огранку, соответствующую строению кристаллической решетки. Падающий на торец слитка узкий пучок света отражается от грани ямок и попадает на полупрозрачный экран, на котором наблюдаются отраженные фигуры. В зависимости на сколько сильно отклоняется кристаллографическая плоскость от плоскости торца слитка, фигура, образованная отраженным пучком света, будет отстоять ближе или дальше от центра экрана.
Установка для световой ориентации монокристаллов:
1- держатель, 2 - угломерная головка, 3 - подвижная плита, 4,11,13— ручки поворота, подъема экрана и регулирования интенсивности освещения шкалы, 5 - корпус, 6, 9 - ручки регулирования светового луча, 7, 8 – ручки регулирования диафрагмы объектива, поворота верхнего зеркала; 10 - ручка цангового зажима, и поворота зеркала наблюдения, 12- панель электрического блока, 14 – кожух, 15 – ориентируемый образец
Оптическая система установки световой ориентации монокристаллов:
1 - источник света, 2 - конденсор, 3 - сменная диафрагма, 4, 6, 8, 10, 11 - зеркала, 5 - объектив, 7 - образец (монокристалл) , 9 - матовый экран
Свет с точечной проекции на плоскость, перпендикулярно оптической оси, падает на конденсор (система из двух линз), с конденсора свет падает на регулируемую диафрагму, далее в длиннофокусный объектив, для наводки на резкость. Свет отразившись от слитка попадает на матовый экран. Изображение просматривается на просвет с помощью зеркала в смотровое окно установки.
Зеркала 1, 4 укреплены на перемещаемой платформе, изображена она в крайнем правом положении. В этом положении расстояние между слитком и экраном меньше и одно деление шкалы равное одному мм, соответствует отклонению кристаллографической оси монокристаллического слитка на 15’, а в левом на 3’.
Подготовка установки:
Приводят световое пятно в центр экрана - в место пересечения вертикальной и горизонтальной линии. Слиток травят для получения структурного изображения.
Слиток выставляют на столик, световая фигура, отраженная от торца слитка, попадает на матовый экран, перемещают ее на вертикальную ось, чтобы она занимала симметричное положение относительно вертикальной оси. Установка световой фигуры на горизонтальную ось осуществляется поворотом ручки угломерной головки.
По шкале угломерной головки определяют угол отклонения кристаллографической плоскости монокристалла от плоскости торца слитка, на лимбе в минутах.
Точность выше у рентгеновского метода на 5 - 10 градусов.
Резка слитков на пластины.
Кремний - высокой твердости и хрупкости материал, поэтому обычные способы обработки не пригодны.
- резка алмазным резцом
- резка дисками алмазными
- резка стольным полотном
- обработка с помощью ультразвука
- электроэрозионная обработка
- электронно-лучевая обработка
- лазерная обработка
- пескоструйная обработка
- электролитическое анодное растворение
Резка слитков на пластины дисками или стальными полотнами. ВО-732В Схема:
Закрепление слитка на прокладке и прокладки на столике производится склеиванием.
Материал, используемый для наклейки слитка, должен обладать следующими свойствами:
- легко сниматься и отмываться
не вступать в химические взаимодействия с полупроводниками
- не быть вязким при комнатной температуре
т.е. казеин (воск, канифоль), сургуч, канифоль, глифталевая замазка, мастика. Специальная мастика - клей Б.Ф. и микропорошок. Столик, слиток помещают в термостат, слиток приклеивают к столику, затем столик устанавливают на станок для резки, так чтобы плоскость резца была ориентирована соответствующим образом с выявленной при ориентации кристаллографической плоскостью. Полотна изготавливают из бритвенной стали толщиной 0,08 мм, чаще 0,15 мм. Число полотен несколько десятков, толщина прокладок - определяет толщину пластин.
Скорость резанья зависит от многих факторов, трудно учитываемых при практической работе:
1. скорость движения полотен
2. длинна хода полотен
3. величина зерна абразива
4. твердость зерен абразива
5. твердость обрабатываемого материала
6. концентрация суспензии
7. величина давления полотен
8. число и толщина стальных полотен Зернистость (М-14)
В начале резанья нагрузка 2-3 кг. Й увеличивают до 5-6 кг. По мере врезания.
После нарезания снимают столик, помещают на плитку, и потом пластины обезжиривают и очищают.
Резка дисками
Диски с внешней и внутренней режущей кромкой
Толщина диска с внешней 400-500 мк, внутренней 200мк, поэтому станки с применением дисков с внутренней режущей кромкой находит широкое применение.
Важный фактор – необходимость охлаждение диска. При V = 80000об/мин и диаметре пластин 100 может быть отрезана пластина за 2 - 3 мин.