一种用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具及其应用
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具及其应用，属于碳化硅单晶加 工的技术领域。
【背景技术】：
[0002] 碳化硅（SiC)作为第三代宽带隙半导体材料的核心，具有宽带隙、高热导率、高临 界击穿电场、高电子饱和迀移速率、高化学稳定性等特点，在高温、高频、大功率、高密度集 成电子器件等方面具有巨大的应用潜力。
[0003] 碳化硅单晶属于极性晶体，有两个极性面，碳化硅衬底分为硅面和碳面。制作碳化 硅基器件前，需要在碳化硅衬底表面外延一层一定厚度的氮化镓或者碳化硅外延层。一般 地，外延层生长在硅面。半导体行业中，为了区分硅面和碳面，采用相互垂直的不同长度的 两条定位边来区分硅面和碳面。因此在滚圆后的圆形晶锭上需要用磨床磨出两条定位边。 主次定位边晶向一般采用X射线衍射法定向，其中主定位边平行于(1?00)面，次定位边平行 于Π I ?0)面，方向偏差控制在±0.5°以内。定位边长度根据晶体直径不同则有不同规格， 具体如表1所示。
[0004] 表1各尺寸碳化硅晶片定位边的规格
[0005]
【主权项】
1. 一种用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，包括底板、第一定位板、第二 定位板和螺栓固定板；所述第一定位板、第二定位板垂直设置在底板的两个相邻边上，且第 一定位板与第二定位板垂直连接；所述螺栓固定板设置在第一定位板和第二定位板上端， 且螺栓固定板与底板相平行；在所述螺栓固定板上贯通设置螺栓顶丝，所述螺栓顶丝与螺 栓固定板螺纹连接；第一定位板、底板的边长均小于晶体的直径。
2. 如权利要求1所述的用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，所述螺栓顶 丝设置在螺栓固定板的几何中心上。
3. 如权利要求1所述的用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，所述底板、 第一定位板、第二定位板的形状均为正方形，所述第一定位板、底板的边长为晶体直径的 3/4 ~9/10〇
4. 如权利要求1所述的用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，所述第一定 位板与第二定位板之间的夹角为89. 5°~90. 5°。
5. 如权利要求1所述的用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，所述用于打 磨碳化硅单晶定位边的夹具包括圆形固定板，所述圆形固定板转动设置在螺栓顶丝的底 端；所述圆形固定板的直径为晶体直径的1/2~3/5。
6. 如权利要求5所述的用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，所述圆形固 定板与底板之间设置有一对缓冲垫片。
7. 如权利要求6所述的用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，所述缓冲垫 片为圆形树脂缓冲垫片；所述缓冲垫片的直径为晶体直径的1/2~3/5。
8. 如权利要求1所述的用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具，其特征在于，所述螺栓顶 丝的顶部设置有螺母。
9. 利用权利要求1-8任意一项所述夹具进行碳化硅单晶加工的方法，包括步骤如下： 1) 将待加工的碳化硅单晶固定在夹具中，主定位边区域朝上，磨出主定位边； 将待加工的碳化硅单晶夹在一对缓冲垫片之间，待加工的碳化硅单晶与第一定位板内 侧面、第二定位板的内侧面分别相切；拧紧螺栓顶丝；采用切割装置，磨出主定位边； 2) 将夹具旋转90度，磨出次定位边； 3) 完成加工，取下晶体。
10. 如实施例9所述碳化娃单晶定位的方法，其特征在于，所述步骤1)中磨主定位边和 所述步骤2)中磨次定位边的具体方法是，通过平面磨床平台的前后、左右移动，金刚石砂 轮上下步进以及砂轮的转动，进行磨削加工，所述金刚石砂轮向下步进的速度为每个周期 20-50 μ m〇
【专利摘要】本发明涉及一种用于打磨碳化硅单晶定位边的夹具及其应用，该夹具包括底板、第一定位板、第二定位板和螺栓固定板；第一定位板、第二定位板垂直设置在底板的两个相邻边上，第一定位板、第二定位板垂直设置；螺栓固定板设置在第一定位板和第二定位板上，螺栓固定板与底板平行设置；螺栓固定板上贯通设置有螺栓顶丝，螺栓固定板上设置有与螺栓顶丝相应的螺纹；第一定位板、底板的边长分别小于晶体的直径。该晶体在对晶体加工过程中无需对每个晶体分别定向，可以直接研磨出符合要求的晶向及偏角，大大提高晶体整形阶段的加工效率，节约了加工时间，提高了整条工艺线设备的投入、产出比。
【IPC分类】B24B41-06
【公开号】CN104827397
【申请号】CN201510253523
【发明人】陈秀芳, 徐现刚, 胡小波
【申请人】山东大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月19日