CN110202708A - 一种用于立方晶系的晶体切割方法 - Google Patents
一种用于立方晶系的晶体切割方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110202708A CN110202708A CN201910537115.7A CN201910537115A CN110202708A CN 110202708 A CN110202708 A CN 110202708A CN 201910537115 A CN201910537115 A CN 201910537115A CN 110202708 A CN110202708 A CN 110202708A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal
- cut
- lattice
- face
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
- B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明专利涉及晶体的切割技术领域，具体涉及一种用于立方晶系的晶体切割方法，包括以下操作：将待切割的晶体固定于扫描电镜中，表征出法向晶向；根据该法向晶向获取所需的晶格，建立所需晶体坐标系；进行1)或2)任意一步骤；1)根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该待切割晶体，使该旋转待切割晶体的晶格的一个面与所需晶体坐标系的一个面重合；进行切割，使已切割晶体的晶格为所需晶格；2)切割所述晶体，使切出的切面与所需晶体坐标系的一个面平行并保持该平行关系，计算待旋转的角度并旋转该单晶体至所需的角度，得到所需晶格。本发明只采用了普遍扫描电镜和线切割设备就可以方便，快捷，切割出想要立方晶系晶向。
Description
技术领域
本发明专利涉及晶体的切割技术领域，具体涉及一种用于立方晶系的晶体切割方法。
背景技术
目前晶体的切割技术是对晶体加工的重要工序，在该工序中会有晶向要求，针对晶体的各项特性，对各种晶体的使用也有着不同的晶向要求。在许多时候，所需要晶体是立方晶系，但是目前的立方晶系晶体切割任然采用一个复杂的调晶机构，包括旋转机构和俯仰机构进行调整。通过调晶机构在其自身旋转方向上调整待切割晶体的空间姿态，使得电流表达到峰值；再将晶向检测机构的检测装置旋转90°，通过调晶机构在其俯仰方向上调整待切割晶体的空间姿态，使得电流表达到峰值；锁定调晶机构，对待切割晶体进行切割，或者使用复杂的三维调整器械对晶体进行旋转。目前在针对立方晶系的加工，依然采用的较为复杂的设备，如晶体切割需要将工作台、检测机构和调整机构组装在一起，复杂、耗时，且检测机构只有这一个用途，资源利用低效，也造成了对晶体切割的低效。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种针对立方晶系的、方便、快捷、让没有调整机构的情况下也可以快捷的切割出想要的晶向的方法。
为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是一种用于立方晶系的晶体切割方法，包括以下操作：
将待切割的晶体固定于扫描电镜中的样品台中，用于对待切割的晶体表征出法向晶向；
根据该法向晶向获取所需的晶格，根据该所需晶格得到所需晶体坐标系；
然后可选择的进行1)或2)任意一步骤；
1)根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该待切割晶体，使该旋转待切割晶体的晶格的一个面与所需晶体坐标系的一个面重合；在重合的两面不分离的情况下，进行切割，使已切割晶体的晶格为所需晶格；
2)切割上述晶体，使切出的切面与所需晶体坐标系的一个面平行并保持该平行关系，根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该晶体至所需的角度，得到所需晶格。
由此为了调整方便，上述的待切割晶体自身也可设定坐标系，可称为样品坐标系。
上述的步骤1)和2)可以根据具体的情况进行选择，如待切割单晶的自身坐标轴(样品坐标系)晶向指数较小时，偏转角度较小时可以优选采用步骤2)，在轴晶向指数较大时，优选采用步骤1)。
现在对晶体加工需要一套如调晶机构，包括旋转机构和俯仰机构等一系列的复杂机构，本发明只采用了普遍扫描电镜和线切割设备就可以方便，快捷，切割出想要的立方晶系晶体晶向，特别是在没有调整机构的情况下，本方法特别适用。
进一步的是，进行1)步骤时，包括以下操作：
将待切割晶体设置于扫描电镜中的样品台上，根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该待切割晶体，使该旋转待切割晶体的晶格的一个面与所需晶体坐标系的一个面重合，进行切割，使已切割晶体的法向晶向与所需晶体坐标系的其中一轴平行，得到所需晶格。
即先对待切割晶体切一个面，使这个切面与所需晶体坐标系的一个面平行，也就是说让切出来的面的法向与想要的晶体坐标系的一个轴平行，然后再对这个表面进行旋转，使得表面的样品坐标轴和想要的晶体坐标轴重合，至此，样品坐标轴和想要得到的晶体坐标轴三轴重合，此时的样品表面晶格取向即为所需的晶格取向。
进一步的是，进行2)步骤时，包括以下操作：
将待切割晶体设置于切割机上调整待切割晶体的放置姿态并切割该晶体，切出的切面与所需晶体坐标系的一个面平行；
将切出切面的待切割的晶体固定于扫描电镜中的样品台上，根据晶向的角度关系计算旋转的角度并旋转该晶体至所需的角度，其中，旋转时保持切面与样品三轴坐标系的一个面的平行关系；
在切面与样品三轴坐标系的一个面的平行的姿态下，将切面的晶格关系旋转到所需的晶格。
即先在电镜下旋转待切割晶体，使样品坐标轴上的两轴旋转至与想要的晶体坐标系的两轴重合，再切割样品的表面使得样品法向与想要的晶格的轴平行，得到所需晶格。
进一步的是，使切出的切面与所需晶体坐标系的一个面平行并保持该平行关系，根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该晶体至所需的角度时，该操作为通过晶体学的角度关系计算并确定所需晶体的某一轴，然后采用线切割对待切割晶体进行切割，使切出的切割面与所需晶体坐标系的一个面平行。
进一步的是，上述待切割晶体为非布里奇曼生长法的定向单晶。
进一步的是，上述晶体为FCC结构晶体，材质为单晶铜，适用于立方结构的晶体，如FCC和BCC。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为用于说明本申请的样品坐标系和所需晶体坐标系的关系示意图；
图2为用于说明本申请的样品固定于扫描电镜中的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图1对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
图1和图2，图1中板型结构的为待切割的晶体即样品，小的立方体为所需的晶体，实施例一：晶体结构是三维关系，在扫描电镜中样品坐标系和晶体坐标系有一定角度，本实施例为一种用于立方晶系的晶体切割方法，本方法的主要目的是将样品表面的晶格切成自己想要的晶格；在确定一个立方体具体的方向，需要确定三个方向，也就是说确定一个面和这个面垂直的一个方向就可以确定一个立方体的朝向，可以确定法向方向再确定晶体表面的方向，也可以先确定晶体表面再去确定该面的法向方向，由此建立所需晶体坐标系，为了调整方便，待切割晶体自身也可设定样品坐标系。
S1、在将样品1固定在扫描电镜3的样品台2上后，将单晶(非布里奇曼生长法的定向单晶)用场发射扫描电镜3表征出法向晶向，以表征出原始晶向的取向；
S2、在已知样品1表面的法向晶向后，固定样品1即前述单晶的两轴xy轴，先通过晶体学的角度关系计算样品1表面的z轴，对上述样品1切割，使切出一个面与所需晶体坐标系的一个面平行，即此时的晶格有一个面和样品坐标系的一个面保持完全平行；
S3、通过线切割进行切割，其中，在线切割设备上的单晶的样品坐标系xy面对丝，此时的xy面和样品1在电镜仓中的样品坐标系的xy面严格对齐，以保证后续的精确度；
S4、切割后新的表面的法向晶向应该变成<xx0>，其中，“x”为任意自然数，这样使样品1的晶格的一个方向与所需晶体坐标系的一轴平行；此时的所需的晶格和样品1就会有一个面是平行的状态，此时样品坐标系和所需晶体坐标系的三维角度关系变成二维角度关系；
S5、在扫描电镜3中根据晶向关系进行旋转，根据晶向的角度关系计算旋转的角度就可以将xy面的晶格关系旋转到任意想要的晶格，即让样品1的晶格旋转到所需要的晶格。
这样样品的晶格位向在xy面已经达到了所需的要求，在xy面上样品坐标系和所需的晶格坐标系已经完全对应，如果此时需要复杂的三轴都有指数的晶向，则只需计算z轴的偏差进行切割即可，因为此时z轴的晶体坐标系和样品坐标系是重合的。
本方法针对原始单晶z轴晶向指数较小，偏转角度小容易切割的情况，最为适用。
本实施例中的样品采用的是单晶铜材料，FCC结构。
使用的切割设备为慢走丝切割机、扫描电镜采用的是FEI Quanta 250SEM；在实施中需要<001><110><111>三种方向的晶粒进行冲击加载，表征的初始晶向为<344>，经过旋转改变样品坐标系的xy轴使得样品表面的的晶向变成<044>,也就是<110>晶向族，再对yz面进行454°的切割变为<001>，原始晶向经过旋转也可以旋转到<111>晶向。
其中，根据晶向的角度关系计算旋转的角度可以参照下列计算例：
1.在扫描电镜中，先用晶向旋转法将晶向旋转到<034>；
2.此时yz轴的角度为α，α＝arctan(3/4)，约为36.87度
3.将样品坐标系的xy轴方向在线切割上固定，进行对应的角度切割即可将其z轴切割到与所需晶体坐标系的一个面平行。
本方法误差角度均可在3°以内，满足科研需求，在没有复杂的调整机构的情况下就可方便，快捷的切割出想要的晶格。
实施例二：与实施例一不同的是，在某些在轴晶向指数较大的情况，可以根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转样品，使该样品的晶格的一个面与所需晶体坐标系的一个面重合得到重合面，进行切割，使已切割晶体的晶格为所需晶格；
即将待切割晶体设置于扫描电镜中的样品台2上，根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该待切割晶体，使该旋转待切割晶体的晶格的一个面与所需晶体坐标系的一个面重合，进行切割，使已切割晶体的法向晶向与所需晶体坐标系的其中一轴平行，得到所需晶格。操作时，可以先将初始样品表面进行旋转，将晶格的x或者y轴其中一轴的晶向指数归零，使得单晶晶格有一个面与所需晶体坐标系的一个面重合，再进行yz轴的切割便会方便容易。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种用于立方晶系的晶体切割方法，其特征在于，包括以下操作：
将待切割的晶体固定于扫描电镜中的样品台中，用于对待切割的晶体表征出法向晶向；
根据该法向晶向获取所需的晶格，根据该所需晶格得到所需晶体坐标系；
然后可选择的进行1)或2)任意一步骤；
1)根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该待切割晶体，使该旋转待切割晶体的晶格的一个面与所需晶体坐标系的一个面重合；在重合的两面不分离的情况下，进行切割，使已切割晶体的晶格为所需晶格；
2)切割所述晶体，使切出的切面与所需晶体坐标系的一个面平行并保持该平行关系，根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该晶体至所需的角度，得到所需晶格。
2.如权利要求1所述的用于立方晶系的晶体切割方法，其特征在于，进行1)步骤时，具体操作为：
将待切割晶体设置于扫描电镜中的样品台上，根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该待切割晶体，使该旋转待切割晶体的晶格的一个面与所需晶体坐标系的一个面重合，进行切割，使已切割晶体的法向晶向与所需晶体坐标系的其中一轴平行，得到所需晶格。
3.如权利要求1所述的用于立方晶系的晶体切割方法，其特征在于，进行2)步骤时，具体操作为：
将待切割晶体设置于切割机上调整待切割晶体的放置姿态并切割该晶体，切出的切面与所需晶体坐标系的一个面平行；
将切出切面的待切割的晶体固定于扫描电镜中的样品台上，根据晶向的角度关系计算旋转的角度并旋转该晶体至所需的角度，其中，旋转时保持切面与样品三轴坐标系的一个面的平行关系；
在切面与样品三轴坐标系的一个面的平行的姿态下，将切面的晶格关系旋转到所需的晶格。
4.如权利要求1所述的用于立方晶系的晶体切割方法，其特征在于，使切出的切面与所需晶体坐标系的一个面平行并保持该平行关系，根据晶向的角度关系计算待旋转的角度并旋转该晶体至所需的角度时，该操作为通过晶体学的角度关系计算并确定所需晶体的某一轴，然后采用线切割对待切割晶体进行切割，使切出的切割面与所需晶体坐标系的一个面平行。
5.如权利要求1所述的用于立方晶系的晶体切割方法，其特征在于，所述待切割晶体为非布里奇曼生长法的定向单晶。
6.如权利要求1所述的用于立方晶系的晶体切割方法，其特征在于，所述晶体为FCC结构晶体，材质为单晶铜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910537115.7A CN110202708B (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 一种用于立方晶系的晶体切割方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910537115.7A CN110202708B (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 一种用于立方晶系的晶体切割方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110202708A true CN110202708A (zh) | 2019-09-06 |
| CN110202708B CN110202708B (zh) | 2021-03-23 |
Family
ID=67793743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910537115.7A Active CN110202708B (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 一种用于立方晶系的晶体切割方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110202708B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111037765A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-21 | 清华大学 | 具有目标晶面表面的钛单晶及其制备方法 |
| CN111745305A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-10-09 | 山东大学 | 一种实现金刚石单晶衬底表面取向的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0962284A1 (de) * | 1998-06-04 | 1999-12-08 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zylinderförmigen Einkristalls und Verfahren zum Abtrennen von Halbleiterscheiben |
| CN101733848A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-16 | 西北工业大学 | 定向切割晶体任意晶面的简便方法 |
| CN102152420A (zh) * | 2011-03-24 | 2011-08-17 | 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 | 大尺寸蓝宝石晶体毛坯的低损耗定向切割方法 |
| CN107599196A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-01-19 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种<111>型单晶硅定晶向多线切割工艺 |
| CN109591211A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-04-09 | 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） | 晶体切割装置及方法 |
-
2019
- 2019-06-20 CN CN201910537115.7A patent/CN110202708B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0962284A1 (de) * | 1998-06-04 | 1999-12-08 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zylinderförmigen Einkristalls und Verfahren zum Abtrennen von Halbleiterscheiben |
| CN101733848A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-16 | 西北工业大学 | 定向切割晶体任意晶面的简便方法 |
| CN102152420A (zh) * | 2011-03-24 | 2011-08-17 | 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 | 大尺寸蓝宝石晶体毛坯的低损耗定向切割方法 |
| CN107599196A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-01-19 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种<111>型单晶硅定晶向多线切割工艺 |
| CN109591211A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-04-09 | 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） | 晶体切割装置及方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111037765A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-21 | 清华大学 | 具有目标晶面表面的钛单晶及其制备方法 |
| CN111745305A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-10-09 | 山东大学 | 一种实现金刚石单晶衬底表面取向的方法 |
| CN111745305B (zh) * | 2020-05-23 | 2022-03-04 | 山东大学 | 一种实现金刚石单晶衬底表面取向的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110202708B (zh) | 2021-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110202708A (zh) | 一种用于立方晶系的晶体切割方法 | |
| US6159284A (en) | Process and device for producing a cylindrical single crystal and process for cutting semiconductor wafers | |
| DE102010038783A1 (de) | Verfahren und Programm zum Erkennen von mechanischen Fehlern | |
| CN108008355A (zh) | 基于四元正交麦克风阵列的稳健声源定位方法 | |
| CN106094725A (zh) | 轨迹显示装置 | |
| DE102012014312A1 (de) | Robotergeführte Messanordnung | |
| CN109591211A (zh) | 晶体切割装置及方法 | |
| CN104658015A (zh) | 玉米育种激光自动切片的视觉定位方法 | |
| CN105526907B (zh) | 大尺寸空间的空间角度的测量装置及测量方法 | |
| Engler et al. | A new approach in texture research: local orientation determination with EBSP | |
| CN110927191B (zh) | 劳厄衍射图谱的标定方法 | |
| CN101486232B (zh) | 黄铜矿类正单轴晶体制备红外非线性光学元件的定向切割方法 | |
| CN116721960A (zh) | 一种晶圆位置校准方法及设备 | |
| JP2021096091A (ja) | 制御装置、システム、方法およびプログラム | |
| Brooker et al. | A general X-ray method for orienting a crystal | |
| CN101486231B (zh) | 黄铜矿类负单轴晶体制备红外非线性光学元件的定向切割方法 | |
| Lee et al. | Cyclic deformation in Al-4wt.% Cu alloy single crystals containing coherent θ ″precipitates II: Dislocation microstructures | |
| CN111678476A (zh) | 一种旋转轴回转中心方向及空间位置测量方法 | |
| CN102029848A (zh) | 等分锐角的分角规尺及方法 | |
| CN116399890A (zh) | 一种晶体三维定向的方法和晶体的加工方法 | |
| CN108801898A (zh) | 一种针对各向异性材料最优加工晶向的实验探索方法 | |
| CN110900690B (zh) | 旋转变换夹持装置、旋转变换切割系统及应用 | |
| Jaaniste et al. | Deep slices and the Supercluster-void Network | |
| JPH05329173A (ja) | 歯科補綴物の製造方法 | |
| JPH0747541A (ja) | 単結晶の加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |