一种锑化镓高精度定向方法与流程

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及半导体晶体定向技术领域，特别是涉及一种锑化镓高精度定向方法。背景技术：2.锑化镓是一种直接带隙半导体材料，室温下禁带宽度为0.725ev，其晶格常数为0.6096nm，与一些超晶格晶格匹配度高，被广泛应用于激光器，探测器，高频器件，太阳电池等军事和民用领域。其中，在应用于外延生长时，不同晶向上的外延沉积速率不太一致，正晶向声场的晶体在外延时要求晶片偏向邻近晶面某一角度，以保证获得较快的外延沉积速率和较好的外延表面质量。3.然而，锑化镓在空气中容易被氧化，而且在晶体定向等加工过程中会产生一定的碎屑，这些都会影响晶体的定向精度，从而影响外延过程中的沉积速率和外延后的表面质量。4.因此，亟待研发一种能够提高锑化镓晶体的定向精度的方法，以提高锑化镓外延生长的表面质量。技术实现要素：5.本发明要解决的技术问题是提供一种锑化镓高精度定向方法，以克服现有技术中的锑化镓易被氧化，且在晶体定向等加工过程中产生碎屑，进而影响晶体的定向精度的技术缺陷。6.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种锑化镓高精度定向方法，包括以下步骤：7.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；根据单晶生长的棱线确定《110》晶向后，固定所述晶棒；8.(2)切割所述晶棒取片，得测试片；9.(3)将所述测试片浸入腐蚀药液腐蚀，清洗并烘干；10.所述腐蚀药液包括h2o2、hcl和h2o，所述h2o2、hcl和h2o的摩尔比为h2o2：hcl：h2o＝(0.4-2.5):(0.4-2.5):1；11.(4)测量所述腐蚀后的测试片晶向角度偏离量，校正，即成。12.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，在所述步骤(1)中，所述固定时采用《110》方向置于水平方向或垂直方向固定所述晶棒。13.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，在所述步骤(2)中，所述切割采用内圆切割机。14.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，在所述步骤(2)中，所述取片厚度为0.5mm-2mm。15.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，所述取片厚度为0.6mm-0.8mm。16.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，在所述步骤(3)中，所述h2o2、hcl和h2o的摩尔比为h2o2：hcl：h2o＝(0.5-1.5):(0.5-1.5):1。17.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，在所述步骤(3)中，所述腐蚀的时间为4s-30s。18.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，所述腐蚀的时间为5s-25s。19.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，在所述步骤(4)中，所述测量采用高精度x射线定向仪。20.作为本发明所述锑化镓高精度定向方法的优选实施方式，在所述步骤(4)中，所述校正采用内圆切割设备。21.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：22.本发明的方法采用化学腐蚀方法提高晶片定向的精度，简便易操作，在晶体定向等加工过程中不会产生碎屑，使晶片的定向精度由±0.06度提高至±0.01°。附图说明23.图1是本发明锑化镓高精度定向方法的流程图。具体实施方式24.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。25.实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。26.实施例1：一种锑化镓高精度定向方法27.如图1所示，该锑化镓高精度定向方法具体如下：28.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；29.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；30.(3)《110》方向置于水平方向横着粘接晶棒；31.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.8mm；32.(5)将上述测试片浸入腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝1:1:1)进行腐蚀10s，清洗并烘干；33.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪(精度±15″)测量晶向角度偏离量，根据测量值利用内圆切割设备进行校正；复测晶向角度，晶向角度为《100》0°±0.009°。34.实施例2：一种锑化镓高精度定向方法35.该锑化镓高精度定向方法具体如下：36.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；37.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；38.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；39.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.6mm；40.(5)将上述测试片使用腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝1.5:1.5:1)进行腐蚀6s，清洗并烘干；41.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，根据测量值利用内圆切割设备进行校正；复测晶向角度，晶向角度为《100》0°±0.01°。42.实施例3：一种锑化镓高精度定向方法43.该锑化镓高精度定向方法具体如下：44.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；45.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；46.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；47.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.7mm；48.(5)将上述测试片使用腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝0.5:0.5:1)进行腐蚀15s，清洗并烘干；49.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，根据测量值利用内圆切割设备进行校正；复测晶向角度，晶向角度为《100》0°±0.009°。50.实施例4：一种锑化镓高精度定向方法51.该锑化镓高精度定向方法具体如下：52.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；53.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；54.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；55.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.7mm；56.(5)将上述测试片使用腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝0.5:0.5:1)进行腐蚀25s，清洗并烘干；57.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，根据测量值利用内圆切割设备进行校正；复测晶向角度，晶向角度为《100》0°±0.01。58.对比例1：一种锑化镓高精度定向方法59.该锑化镓高精度定向方法具体如下：60.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；61.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；62.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；63.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.7mm；64.(5)用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，根据测量值利用内圆切割设备进行校正；复测晶向角度，晶向角度为《100》0°±0.06°。65.对比例2：一种锑化镓高精度定向方法66.该锑化镓高精度定向方法具体如下：67.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；68.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；69.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；70.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.3mm，取片时碎片，无法进行后续的定向工作。71.对比例3：一种锑化镓高精度定向方法72.该锑化镓高精度定向方法具体如下：73.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；74.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；75.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；76.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为2.5mm；77.(5)将上述测试片使用腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝0.5:0.5:1)进行腐蚀15s，清洗并烘干；78.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，根据测量值利用内圆切割设备进行校正；复测晶向角度，晶向角度为《100》0°±0.01°。79.然而，取片厚度为2.5mm使得晶片的的厚度偏大，严重浪费晶体且晶片测量晶向角度前需要将晶片通过自然解理的方式掰成矩形片，该方法厚度较大，掰片难度极大。80.对比例4：一种锑化镓高精度定向方法81.该锑化镓高精度定向方法具体如下：82.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；83.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；84.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；85.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.7mm；86.(5)将上述测试片使用腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝3:3:1)进行腐蚀15s，清洗并烘干；87.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，根据测量值利用内圆切割设备进行校正；由于腐蚀速度太快，会产生大量气泡，使得测试片腐蚀不均匀，无法完成复测晶向角度。88.对比例5：一种锑化镓高精度定向方法89.该锑化镓高精度定向方法具体如下：90.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；91.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；92.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；93.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.7mm；94.(5)将上述测试片使用腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝0.1:0.1:1)进行腐蚀15s，清洗并烘干；95.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，由于腐蚀程度比较低，使得测试片表面腐蚀不均匀，x射线定向仪测量时电流表难以达到峰值，无法完成复测晶向角度。96.对比例6：一种锑化镓高精度定向方法97.该锑化镓高精度定向方法具体如下：98.(1)取待定向的(100)0°晶向的晶棒；99.(2)根据单晶生长的棱线确定《110》晶向；100.(3)《110》方向置于垂直方向固定到夹具上；101.(4)通过内圆切割机测试取片，取片厚度为0.7mm；102.(5)将上述测试片使用腐蚀药液(h2o2：hcl：h2o＝0.5:0.5:1)进行腐蚀3s，清洗并烘干；103.(6)将腐蚀后的测试片用高精度x射线定向仪测量晶向角度偏离量，由于腐蚀程度比较低，使得测试片表面腐蚀不均匀，x射线定向仪测量时电流表难以达到峰值，无法完成复测晶向角度。104.最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。









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