Спосіб виготовлення підкладок із монокристалічного корунда (a-al2o3 )

Спосіб виготовлення підкладок із монокристалічного корунду (а — А12О3), що включає розкрій монокристалічного злитка, калібрування циліндричної поверхні, підготовки торцевих повер Винахід відноситься до напівпровідникової технологи, зокрема до виготовлення мікросхем та СВІТЛОДІОДІВ, і може бути використаний при виготовленні підкладок із монокристалічного корунда Відомий спосіб виготовлення підкладок із монокристалів, який включає розкрій монокристалічного злитка, калібрування ціліндричної поверхні, підготовку торцевих поверхонь заданої кристалографічної орієнтації, шліфування базового зрізу, та розділення злитку на пластини з подальшим доведенням їх до заданої товщини та чистоти поверхні [1] Вказаний спосіб є найбільш близьким -по технічній сутності та досягаемому результату до запропонованого і обрано нами в якості прототипу До недоліків приведеного способу слід віднести трудоємність та складність технологічного процесу виготовлення підкладок пов'язаних із необхідністю шліфування на ціліндричному злитку базового зрізу заданої кристалографічної орієнтації перпендикулярної до площини епітаксії У приведеному способі ця операція виконується на плоскошліфувальному станку, що вимагає використання спеціальної оправки для закріплення циліндричного злитка, орієнтуючи задану кристалографічну площину паралельно до поверхні стола станка Завданням винаходу є зменшення трудоємно хонь заданої кристалографічної орієнтації, шліфування базового зрізу та розділення злитка, на пластини, який відрізняється тим, що з монокристал ічного злитка, вирізають пряму призму, основа якої є площиною епітаксії, а одна із граней відповідає базовому зрізу, причому циліндричну поверхню калібрують, зміщуючи площину, що відповідає базовому зрізу в напрямі осі злитка на відстань, % яку визначають за формулою Х= де d - діаметр циліндричного злитка, / - довжина базового зрізу сті та спрощення процесу виготовлення монокристапічних підкладок Завдання досягається тим, що спосіб виготовлення підкладок із монокристалічного корунда ( а - А Ц О д ) , що включає розкрій монокристалічного злитка, калібрування ціліндричної поверхні, підготовка торцевих поверхонь заданої кристалографічної орієнтації, шліфування базового зрізу та розділення злитка на пластини, відрізняється тим, що з монокристалічного злитку вирізають пряму призму, основа якої є площина епітаксії, а одна із граней відповідає базовому зрізу, причому ціліндричну поверхню калібрують зміщуючи площину, що відповідає базовому зрізу в наппямі осі злитка на відстань х, ЯКУ визначають за формулою х= де d - діаметр злитка, І - ширина базового зрізу Порівняльний аналіз з прототипом показує, що запропонований спосіб містить ряд істотних переваг, а саме базовий зріз необхідної кристалогра ю (О 44675 фічної орієнтації формується при виконанні перших двох операцій, а саме розкрою монокристалічного злитка та калібрування циліндричної поверхні, причому кристалографічна орієнтація базового зрізу задається при виконанні першої операції, а ширина - другої Суттєвим є те що з монокристала вирізають пряму призму, що дає можливість виключити необхідність визначення кристалографічної орієнтації торців циліндричного злитка, а також залежність зміщення площини призми, що відповідає базовому зрізу в напрямі поздовжньої осі призми від заданої ширини базового зрізу ється у вигляді яка ви ража де d - діаметр циліндричного злитка Принцип формування базового зрізу Наводимо приклади виготовлення підкладок з Дана підкладка монокристал ічного а - А І 2 О 3 повинна мати слідуючі параметри d = 50,8мм, І =15,9±1,3мм, кристалографічна орієнтація площини базового з р і з у - (1120) ±0,5 , кристалографічна орієнтація площини епітаксії (0001) ±0,15° Приклад 1 Фіг1,2 Із монокрисгал ічного злитку корунду а - А Ц О д , вирощеного напрямленою кристалізацією розплаву на орієнтовану в напрямку (1120) затравку вирізають правильну чотиригранну пряму призму 1, основа якої правильний багатокутник, що дозволяє вписати в нього коло діаметром >50,8мм, відповідає кристалографічній площині (0001) , а одна із граней відповідає кристалографічній площині (1120) Визначення кристалографічних напрямів проводять методом Вульфа-Брегга Пряму призму встановлюють в центрах круглошліфувального станка таким чином, що її грань 2, що відповідає площині (1120), паралельна столу станка 4 і зміщена в напрямі осі центрів на відстань 50,8-л/2580,64-232,81 базового зрізу - (1120) ±0,5 , кристалографічна орієнтація площини епітаксії - (0001) ± 0,15 Зміщення грані призми, що відповідає базовому зрізу х= х= 4 результаті одержують циліндричний злиток із базовим зрізом, перпендикулярним основі Ширина базового зрізу складає 15,9мм, що відповідає вимогам У подальшому циліндричний злиток розділяють на пластини та доводять до заданої товщини та чистоти поверхні (шліфуванням та поліруванням) Приклад 2 Фіг 3, 4 Аналогічно прикладу 1 вирізають правильну шестигранну призму Параметри підкладки d = 60мм, І = 18±3мм, кристалографічна площина = 1,275м, і калібрують злиток, оброоляючи його шліфувальним кругом 3 до заданого діаметра 50,8мм В х= 60 - V3600 - 324 = 1,38мм Після калібрування одержують циліндричний злиток діаметром 60мм із базовим зрізом перпендикулярним основі шириною 18мм Приклад 3 Фіг 5, 6 Аналогічно прикладам 1, 2 із монокристалічного злитка вирізають п'ятигранну пряму призму із заданими кристалографічними орієнтаціями основи (0001) та однієї із граней (1120) Многокутник в основі призми дозволяє вписати коло діаметром 50,8мм Зміщення грані, що відповідає кристалографічній площині (1120) при калібруванні злитка в напрямі осі центрів круглошліфувального станка - 1,275мм Після калібрування одержуємо ціліндричний злиток діаметром 50,8мм із базовим зрізом, перпендикулярним основі, шириною 15,9мм Запропонований спосіб дає можливість зменшити трудоємкість та спростити процес виготовлення підкладок із монокристалічного корунда за рахунок виключення операції плоского шліфування циліндричного злитка Винахід може бути використаний на підприємствах електронної промисловості при виготовленні підкладок із монокристалічного корунда ( а - А Ц О д ) для виробництва мікросхем та світлодюдів Література 1 Запорожський В П , Лапшинов Б А Обработка полупроводниковых материалов //М Высшая школа, 1988, с 34 - прототип 44675 Фіг.4 іг.1 Фіг.5 Фіг.З Фіг.6 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90