CN116000458B

CN116000458B - 一种半导体晶体解理设备及解理方法

Info

Publication number: CN116000458B
Application number: CN202310302868.6A
Authority: CN
Inventors: 郭路安; 赵润; 李波; 王俊
Original assignee: Suzhou Everbright Semiconductor Laser Innovation Research Institute Co Ltd
Current assignee: Suzhou Everbright Semiconductor Laser Innovation Research Institute Co Ltd
Priority date: 2023-03-27
Filing date: 2023-03-27
Publication date: 2023-07-25
Anticipated expiration: 2043-03-27
Also published as: CN116000458A

Abstract

本发明揭示了一种半导体晶体解理设备及解理方法，半导体晶体解理设备包括：基台，基台的上表面适于放置半导体晶体；第一位置调节单元，第一位置调节单元适于调整基台的空间位置；X射线光源，位于基台的上方，X射线光源适于出射X射线；光电探测器，光电探测器适于接收半导体晶体反射X射线之后形成的反馈光；第二位置调节单元，第二位置调节单元适于通过调节光电探测器的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角；预划线确定单元；主激光发射器；振镜单元；振镜单元适于移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线。所述半导体晶体解理设备能对半导体晶体实现高精度的解理且避免半导体晶体发生破损。

Description

一种半导体晶体解理设备及解理方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体晶体解理设备及解理方法。

背景技术

II-VI族III-V族化合物半导体，常用于微波集成电路、红外发光二极管、半导体激光器以及太阳能电池等领域。半导体晶体经过一系列半导体流片工艺后再被解理成芯片，需要利用解理面判断半导体晶体的取向，在半导体晶体加工过程中一般使用如切割、划片等操作工艺来获得解理面，此类操作存在精度差，且容易导致表面材料破损的问题。

在传统的解理半导体晶体的操作中，常采用金刚石刀形成预划线，容易在下刀处产生破损，造成半导体晶体裂片，且预划线位置的确定采用人工确认，精度低，存在较大的偏离角，如果解理位置的一端存在0.1°的偏离，将可能导致解理位置的另一端偏离目标解理面几个毫米，也会解理面上形成不规则的解理纹路，严重影响着器件的光学性能和电学性能，甚至器件报废。

因此，需要提高半导体晶体的解理精度，且避免在解理过程中半导体晶体的破损。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于解决如何提高对半导体晶体解理的精度且避免在解理过程中半导体晶体发生破损的问题，从而提供一种半导体晶体解理设备及解理方法。

本发明提供一种半导体晶体解理设备，包括：基台，所述基台的上表面适于放置半导体晶体；第一位置调节单元，所述第一位置调节单元适于调整基台的空间位置；X射线光源，位于所述基台的上方，所述X射线光源适于出射X射线；光电探测器，所述光电探测器适于接收半导体晶体反射所述X射线之后形成的反馈光；第二位置调节单元，所述第二位置调节单元适于通过调节光电探测器的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角；预划线确定单元，预划线确定单元适于根据反馈光的强度达到特征峰值时对应的所述半导体晶体的空间位置、X射线的出射方向以及反馈光的方向在所述半导体晶体的表面确定预划线位置；主激光发射器；振镜单元，所述主激光发射器适于将主激光发射至所述振镜单元的入光口；所述振镜单元适于移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线。

可选的，所述第一位置调节单元包括第一轴坐标调节部件、第二轴坐标调节部件、第三轴坐标调节部件、第一旋转自由度调节部件、第二旋转自由度调节部件和第三旋转自由度调节部件，所述第一轴坐标调节部件适于调节半导体晶体的中心点在第一轴的坐标，所述第二轴坐标调节部件适于调节半导体晶体的中心点在第二轴的坐标，所述第三轴坐标调节部件适于调节半导体晶体的中心点在第三轴的坐标，第一轴、第二轴和第三轴之间相互垂直，第一旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第一轴旋转的第一旋转角度，第二旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第二轴旋转的第二旋转角度，第三旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第三轴旋转的第三旋转角度。

可选的，第一轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，第二轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，第三轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，第一旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度，第二旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度，第三旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度。

可选的，所述振镜单元固定在所述X射线光源的出光口的外侧壁；所述振镜单元对主激光的出射方向和所述X射线光源对X射线的出射方向平行。

可选的，还包括：镀膜镜、反射镜、红光激光发射器和光纤，反射镜用于反射红光激光发射器发射的红光至镀膜镜的一侧表面，所述镀膜镜用于透过主激光发射器发射的主激光至光纤的一端，所述镀膜镜还用于反射红光至光纤的一端，所述光纤的另一端和所述振镜单元的入光口连接；所述主激光发射器的光功率大于所述红光激光发射器的光功率。

可选的，所述第二位置调节单元对X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角的调节精度小于或等于0.0001。

本发明还提供一种解理方法，采用本发明的半导体晶体解理设备，包括：步骤S1：将半导体晶体设置在基台的上表面；步骤S2：第一位置调节单元通过调整基台的空间位置调整半导体晶体的空间位置，第二位置调节单元通过调节光电探测器的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角，直至光电探测器接收半导体晶体反射所述X射线之后形成的反馈光的强度达到特征峰值；步骤S3：根据反馈光的强度达到特征峰值时对应的半导体晶体的空间位置、X射线的出射方向以及反馈光的方向在半导体晶体的表面确定预划线位置；步骤S4：振镜单元移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线。

可选的，所述第一位置调节单元包括第一轴坐标调节部件、第二轴坐标调节部件、第三轴坐标调节部件、第一旋转自由度调节部件、第二旋转自由度调节部件和第三旋转自由度调节部件，第一旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第一轴旋转的第一旋转角度，第二旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第二轴旋转的第二旋转角度，第三旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第三轴旋转的第三旋转角度；步骤S2包括：步骤S21：第一位置调节单元调整基台的位置使得半导体晶体具有初始位置，第二位置调节单元调整X射线的出射方向和反馈光之间的夹角为初始夹角，所述初始夹角根据针对半导体晶体的目标解理面的布拉格衍射公式中的衍射角设置，当半导体晶体在所述初始位置时，半导体晶体的中心点的坐标为（A₀，B₀，C₀），半导体晶体的第一旋转角度为第一角度，半导体晶体的第二旋转角度为第二角度，半导体晶体的第三旋转角度为第三角度；A₀为半导体晶体的中心点在第一轴的第一初始坐标，B₀为半导体晶体的中心点在第二轴的第二初始坐标，C₀为半导体晶体的中心点在第三轴的第三初始坐标；步骤S22：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第三旋转角度保持第三角度，第二旋转角度保持第二角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第四角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第一峰值强度；步骤S23：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第三旋转角度保持第三角度，第一旋转角度保持第四角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第二旋转角度优化为第五角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第二峰值强度，第二峰值强度大于或等于第一峰值强度；步骤S24：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第一旋转角度保持第四角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第三旋转角度优化为第六角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第三峰值强度，第三峰值强度大于或等于第二峰值强度；步骤S25：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第七角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第四峰值强度，第四峰值强度大于或等于第三峰值强度；步骤S26：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第一旋转角度保持第七角度，第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度的情况下，将X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角优化为第一夹角，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第五峰值强度，第五峰值强度大于或等于第四峰值强度；步骤S27：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度的情况下，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第八角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第六峰值强度，第六峰值强度大于或等于第五峰值强度；步骤S28：在第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将半导体晶体的中心点的坐标优化为（A₁，B₁，C₁），使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第七峰值强度，第七峰值强度大于或等于第六峰值强度；A₁为半导体晶体的中心点在第一轴的第四初始坐标，B₁为半导体晶体的中心点在第二轴的第五初始坐标，C₁为半导体晶体的中心点在第三轴的第六初始坐标；步骤S29：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第三旋转角度优化为第九角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第八峰值强度，第八峰值强度大于或等于第七峰值强度；步骤S29a：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，将第三旋转角度保持第九角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下的情况下，将第二旋转角度优化为第十角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到特征峰值，特征峰值大于或等于第八峰值强度。

可选的，步骤S3包括：根据第一夹角获取法线，法线均分第一夹角，法线与X射线的出射方向和反馈光的方向在同一个平面；在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第十角度，第三旋转角度保持第九角度的情况下，在半导体晶体的上表面获取预划线位置，预划线位置的延伸方向与所述法线垂直。

可选的，所述初始夹角和所述衍射角的差值的绝对值小于或等于0.5度。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案中的解理方法，振镜单元移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线，采用主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线能避免机械切割工艺形成预划线，这样降低了半导体晶体发生破损的几率。其次，第一位置调节单元通过对基台的空间位置进而调整半导体晶体的空间位置，第二位置调节单元通过调节光电探测器的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角，直至光电探测器接收半导体晶体反射X射线之后形成的反馈光的强度达到特征峰值，根据反馈光的强度达到特征峰值时对应的半导体晶体的空间位置、X射线的出射方向以及反馈光的方向在半导体晶体的表面确定预划线位置，该预划线位置确定的预划线与目标解理面的平行度提高。这样在对半导体晶体解理的过程中半导体晶体能准确的沿着目标解理面断裂，避免目标解理面上形成不规则的解理纹路，提高了对半导体晶体解理的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的半导体晶体解理设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的半导体晶体解理设备中振镜单元和主激光发射器、红光激光发射器之间的连接图；

图3为本发明提供的第一轴、第二轴、第三轴、第一旋转角度、第二旋转角度和第三旋转角度的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种半导体晶体解理设备，参考图1和图2，包括：

基台50，所述基台50的上表面适于放置半导体晶体60；

第一位置调节单元（未图示），所述第一位置调节单元适于调整基台50的空间位置；

X射线光源10，位于所述基台50的上方，所述X射线光源10适于出射X射线；

光电探测器30，所述光电探测器30适于接收半导体晶体60反射所述X射线之后形成的反馈光；

第二位置调节单元（未图示），所述第二位置调节单元适于通过调节光电探测器30的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角2θ；

预划线确定单元（未图示），所述预划线确定单元适于根据反馈光的强度达到特征峰值时对应的所述半导体晶体60的空间位置、X射线的出射方向以及反馈光的方向在所述半导体晶体60的表面确定预划线位置；

主激光发射器70；

振镜单元20，所述主激光发射器70适于将主激光发射至所述振镜单元20的入光口；所述振镜单元20适于移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体60表面形成预划线。

本实施例中，振镜单元20能移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体60表面形成预划线，采用主激光沿着预划线位置在半导体晶体60表面形成预划线能避免机械切割工艺形成预划线，这样降低了半导体晶体60发生破损的几率。其次，第一位置调节单元能通过对基台50的空间位置进而调整半导体晶体60的空间位置，第二位置调节单元能通过调节光电探测器30的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角，直至光电探测器30接收半导体晶体60反射X射线之后形成的反馈光的强度达到特征峰值，根据反馈光的强度达到特征峰值时对应的半导体晶体60的空间位置、X射线的出射方向以及反馈光的方向在半导体晶体60的表面确定预划线位置，该预划线位置确定的预划线与目标解理面的平行度提高。这样在对半导体晶体解理的过程中半导体晶体60能准确的沿着目标解理面断裂，避免目标解理面上形成不规则的解理纹路，提高了对半导体晶体60解理的精度。

所述第一位置调节单元包括第一轴坐标调节部件、第二轴坐标调节部件、第三轴坐标调节部件、第一旋转自由度调节部件、第二旋转自由度调节部件和第三旋转自由度调节部件，所述第一轴坐标调节部件适于调节半导体晶体60的中心点在第一轴的坐标，所述第二轴坐标调节部件适于调节半导体晶体60的中心点在第二轴的坐标，所述第三轴坐标调节部件适于调节半导体晶体60的中心点在第三轴的坐标，第一轴、第二轴和第三轴之间相互垂直，第一旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体60围绕所述第一轴旋转的第一旋转角度，第二旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体60围绕所述第二轴旋转的第二旋转角度，第三旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体60围绕所述第三轴旋转的第三旋转角度。

参考图3，第一轴为X轴，第二轴为Y轴，第三轴为Z轴。第一旋转角度表示为χ，第二旋转角度表示为ω，第三旋转角度表示为。

在其他实施例中，第一轴为X轴，第二轴为Z轴，第三轴为Y轴。在其他实施例中，第一轴为Y轴，第二轴为X轴，第三轴为Z轴。在其他实施例中，第一轴为Y轴，第二轴为Z轴，第三轴为X轴。在其他实施例中，第一轴为Z轴，第二轴为Y轴，第三轴为X轴。在其他实施例中，第一轴为Z轴，第二轴为X轴，第三轴为Y轴。

在一个实施例中，第一轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，例如0.01mm、0.008mm、0.005mm、0.003mm或0.001mm；第二轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，例如0.01mm、0.008mm、0.005mm、0.003mm或0.001mm；第三轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，例如0.01mm、0.008mm、0.005mm、0.003mm或0.001mm；第一旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度，例如0.0001度、0.0003度、0.0005度、0.0008度或0.001度；第二旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度，例如0.0001度、0.0003度、0.0005度、0.0008度或0.001度；第三旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度，例如0.0001度、0.0003度、0.0005度、0.0008度或0.001度。这样使得半导体晶体60的中心点在第一轴的坐标、在第二轴的坐标和在第三轴的坐标的调节精度、以及第一旋转角度χ、第二旋转角度ω和第三旋转角度的调节精度均较高，这样对半导体晶体60的空间位置的调节精度较高，在寻找反馈光的强度的特征峰值时半导体晶体60的移动步进能较小，这样对于反馈光的强度的特征峰值的确定较为准确。

特征峰值指的解释为：通过对第一旋转角度χ、第二旋转角度ω和第三旋转角度的调节、对半导体晶体60的中心点在第一轴的坐标、在第二轴的坐标和在第三轴的坐标的调节，对X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角的调节，从这七个维度进行调节，直至反馈光的强度达到最大的峰值，此时反馈光的强度具有特征峰值。

在一个实施例中，所述振镜单元固定在所述X射线光源的出光口的外侧壁；所述振镜单元对主激光的出射方向和所述X射线光源对X射线的出射方向平行。进一步的，所述振镜单元对主激光的出射方向和所述X射线光源对X射线的出射方向平行时，设置主激光在半导体晶体表面的光斑的面积小于X射线在半导体晶体表面的光斑的面积，主激光在半导体晶体表面的光斑落在X射线在半导体晶体表面的光斑里面。

在另一个实施例中，所述振镜单元20对主激光的出射方向和所述X射线光源10对X射线的出射方向不平行。

参考图2，振镜单元20包括第一移动反射镜230、第二移动反射镜240、第一振镜控制器210和第二振镜控制器220，第一振镜控制器210用于控制第一移动反射镜230的空间位置，第二振镜控制器220控制第二移动反射镜240的空间位置。第一移动反射镜230和第二移动反射镜240的共同作用下使得主激光能在半导体晶体的表面沿着一定轨迹移动。

在一个实施例中，参考图2，半导体晶体解理设备还包括：镀膜镜81、反射镜82、红光激光发射器71和光纤90，反射镜82用于反射红光激光发射器71发射的红光至镀膜镜81的一侧表面，所述镀膜镜81用于透过主激光发射器70发射的主激光至光纤90的一端，所述镀膜镜81还用于反射红光至光纤90的一端；所述光纤90的另一端和所述振镜单元20的入光口连接。所述主激光发射器70的光功率大于所述红光激光发射器71的光功率。

在一个实施例中，所述第二位置调节单元对X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角的调节精度小于或等于0.0001。

在一个实施例中，镀膜镜81对红光的反射率大于或等于99.9%，镀膜镜81对主激光的透射率大于或等于99.9%。

本实施例中，所述半导体晶体解理设备还包括：摄像单元40，所述摄像单元40用于定位主激光在半导体晶体表面形成预划线的起始位置。

在一个实施例中，X射线光源的位置是固定不变的。

所述半导体晶体包括半导体晶圆、半导体巴条或半导体衬底。

本发明另一实施例还提供一种解理方法，采用上述实施例提供的半导体晶体解理设备，包括：

步骤S1：将半导体晶体设置在基台的上表面；

步骤S2：第一位置调节单元通过调整基台的空间位置调整半导体晶体的空间位置，第二位置调节单元通过调节光电探测器的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角，直至光电探测器接收半导体晶体反射所述X射线之后形成的反馈光的强度达到特征峰值；

步骤S3：根据反馈光的强度达到特征峰值时对应的半导体晶体的空间位置、X射线的出射方向以及反馈光的方向在半导体晶体的表面确定预划线位置；

步骤S4：振镜单元移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线。

本实施例中，振镜单元移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线，采用主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线能避免机械切割工艺形成预划线，这样降低了半导体晶体发生破损的几率。其次，第一位置调节单元通过对基台的空间位置进而调整半导体晶体的空间位置，第二位置调节单元通过调节光电探测器的位置进而调节X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角，直至光电探测器接收半导体晶体反射X射线之后形成的反馈光的强度达到特征峰值，根据反馈光的强度达到特征峰值时对应的半导体晶体的空间位置、X射线的出射方向以及反馈光的方向在半导体晶体的表面确定预划线位置，该预划线位置确定的预划线与目标解理面的平行度提高。这样在对半导体晶体解理的过程中半导体晶体能准确的沿着目标解理面断裂，避免目标解理面上形成不规则的解理纹路，提高了对半导体晶体的解理的精度。

所述第一位置调节单元包括第一轴坐标调节部件、第二轴坐标调节部件、第三轴坐标调节部件、第一旋转自由度调节部件、第二旋转自由度调节部件和第三旋转自由度调节部件，第一旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第一轴旋转的第一旋转角度，第二旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第二轴旋转的第二旋转角度，第三旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第三轴旋转的第三旋转角度。

步骤S2包括：步骤S21、步骤S22、步骤S23、步骤S24、步骤S25、步骤S26、步骤S27、步骤S28、步骤S29和步骤S29a。

步骤S21：第一位置调节单元调整基台的位置使得半导体晶体具有初始位置，第二位置调节单元调整X射线的出射方向和反馈光之间的夹角为初始夹角，所述初始夹角根据针对半导体晶体的目标解理面的布拉格衍射公式中的衍射角设置，当半导体晶体在所述初始位置时，半导体晶体的中心点的坐标为（A₀，B₀，C₀），半导体晶体的第一旋转角度为第一角度，半导体晶体的第二旋转角度为第二角度/>，半导体晶体的第三旋转角度为第三角度；A₀为半导体晶体的中心点在第一轴的第一初始坐标，B₀为半导体晶体的中心点在第二轴的第二初始坐标，C₀为半导体晶体的中心点在第三轴的第三初始坐标。

布拉格衍射公式为2dsinθ’=nλ。2θ’称为衍射角，θ’为衍射半角，λ为主激光的波长，d为目标解理面的晶面间距，n为衍射级数。

在步骤S21中，所述初始夹角根据针对目标解理面的布拉格衍射公式中的衍射角设置，也就是在已知衍射角的情况下，调整初始夹角尽量接近2θ’。由于第二位置调节单元对X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角调节是具有一定误差的，即使第二位置调节单元按照衍射角设置X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角，但是X射线的出射方向和反馈光的方向之间的初始夹角和衍射角有一点误差。在一个实施例中，初始夹角和衍射角之间的差值的绝对值小于或等于0.5度，例如0.5度、0.4度、0.2度、0.1度或0.01度。

对于目标解理面的晶面（H，K，L），对应的理想情况下需要将第一旋转角度调整为，需要将第二旋转角度调整为/>，需要将第三旋转角度调整为/>。

在一个实施例中，与/>差值的绝对值小于或等于2.5度，/>与/>差值的绝对值小于或等于2.5度，/>与/>的差值的绝对值小于或等于2.5度。

步骤S22：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第三旋转角度保持第三角度，第二旋转角度保持第二角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第四角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第一峰值强度。

在一个实施例中，步骤22中，第一旋转自由度调节部件对第一旋转角度的扫描步长为0.0001°~0.008°，扫描积分时间为0.25s~0.35s，例如0.3s，扫描角度范围设置为（第一角度-2.5°）~（第一角度+2.5°）。

步骤S23：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第三旋转角度保持第三角度，第一旋转角度保持第四角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第二旋转角度优化为第五角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第二峰值强度，第二峰值强度大于或等于第一峰值强度。

在一个实施例中，步骤23中，第二旋转自由度调节部件对第二旋转角度的扫描步长为0.0001°~0.008°，扫描积分时间为0.25s~0.35s，例如0.3s，扫描角度范围设置为（第二角度-2.5°）~（第二角度+2.5°）。

步骤S24：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第一旋转角度保持第四角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第三旋转角度优化为第六角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第三峰值强度，第三峰值强度大于或等于第二峰值强度。

在一个实施例中，步骤24中，第三旋转自由度调节部件对第三旋转角度的扫描步长为0.0001°~0.008°，扫描积分时间为0.25s~0.35s，例如0.3s，扫描角度范围设置为（第三角度-2.5°）~（第三角度+2.5°）。

步骤S25：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第七角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第四峰值强度，第四峰值强度大于或等于第三峰值强度。

在一个实施例中，步骤25中，第一旋转自由度调节部件对第一旋转角度的扫描步长为0.0001°~0.008°，扫描积分时间为0.25s~0.35s，例如0.3s，扫描角度范围设置为（第四角度-2.5°）~（第四角度+2.5°）。

步骤S26：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第一旋转角度保持第七角度，第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度的情况下，将X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角优化为第一夹角，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第五峰值强度，第五峰值强度大于或等于第四峰值强度。

在一个实施例中，步骤26中，第二位置调节单元对X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角的扫描步长为0.0001°~0.008°，扫描积分时间为0.25s~0.35s，例如0.3s，扫描角度范围为（初始夹角-2.5°）~（初始夹角+2.5°）。

步骤S27：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度的情况下，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第八角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第六峰值强度，第六峰值强度大于或等于第五峰值强度。

在一个实施例中，步骤27中，第一旋转自由度调节部件对第一旋转角度的扫描步长为0.0001°~0.008°，扫描积分时间为0.25s~0.35s，例如0.3s，扫描角度范围设置为（第七角度-2.5°）~（第七角度+2.5°）。

步骤S28：在第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将半导体晶体的中心点的坐标优化为（A₁，B₁，C₁），使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第七峰值强度，第七峰值强度大于或等于第六峰值强度；A₁为半导体晶体的中心点在第一轴的第四初始坐标，B₁为半导体晶体的中心点在第二轴的第五初始坐标，C₁为半导体晶体的中心点在第三轴的第六初始坐标。

步骤S28使得X射线在半导体晶体表面的光斑的中心与半导体晶体表面的中心点的重合度提高，这样半导体晶体接受到的X射线的强度提高，尤其是当半导体晶体表面面积较小时，效果更加好。进而较高精度的定位。

在一个实施例中，步骤28中，第一轴坐标调节部件的扫描步长为0.001mm~0.01mm，扫描积分时间为0.55s~0.45s，例如0.5s，在第一轴上的扫描长度为0.001mm~1524.000mm。第二轴坐标调节部件的扫描步长为0.001mm~0.01mm，扫描积分时间为0.55s~0.45s，例如0.5s，在第二轴上的扫描长度为0.001mm~1524.000mm。第三轴坐标调节部件的扫描步长为0.001mm~0.01mm，扫描积分时间为0.55s~0.45s，例如0.5s，在第三轴上的扫描长度为0.001mm~100.000mm。

步骤S29：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第三旋转角度优化为第九角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第八峰值强度，第八峰值强度大于或等于第七峰值强度。

在一个实施例中，步骤29包括：步骤291，在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第三旋转角度优化为第九初始角度；步骤292，在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第三旋转角度从第九初始角度优化为第九角度。

步骤292中第三旋转自由度调节部件对第三旋转角度的扫描步进小于步骤291中第三旋转自由度调节部件对第三旋转角度的扫描步进。

在一个实施例中，步骤291中，第三旋转自由度调节部件对第三旋转角度的扫描步长为0.0001°~0.03°，扫描积分时间为0.25s~0.35s，例如0.3s，扫描角度范围设置为（第六角度-2.5°）~（第六角度+2.5°）。

在一个实施例中，步骤292中，第三旋转自由度调节部件对第三旋转角度的扫描步长为0.0001°~0.003°，扫描积分时间为0.45s~0.55s，例如0.5s，扫描角度范围为（第九初始角度-0.75°）~（第九初始角度+0.75°）。

步骤S29a：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，将第三旋转角度保持第九角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下的情况下，将第二旋转角度优化为第十角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到特征峰值，特征峰值大于或等于第八峰值强度。

步骤S3包括：根据第一夹角获取法线，法线均分第一夹角，法线与X射线的出射方向和反馈光的方向在同一个平面；在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第十角度，第三旋转角度保持第九角度的情况下，在半导体晶体的上表面获取预划线位置，预划线位置的延伸方向与所述法线垂直。

本实施例中，进行步骤S27之后进行步骤S28，进行步骤S28之后进行步骤S29，步骤S27是对第一旋转角度的优化，步骤S28是对半导体晶体的中心点的坐标进行优化，步骤S29是对第三旋转角度的优化，这样使得对半导体晶体的中心点的坐标的优化的步骤位于对第一旋转角度的优化的步骤和第三旋转角度的优化的步骤之间，使得尽可能的减弱对半导体晶体的空间位置的调整误差。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种解理方法，采用半导体晶体解理设备，所述半导体晶体解理设备包括：基台，所述基台的上表面适于放置半导体晶体；第一位置调节单元；X射线光源，位于所述基台的上方，所述X射线光源适于出射X射线；光电探测器，位于所述基台的上方，所述光电探测器适于接收半导体晶体反射所述X射线之后形成的反馈光；第二位置调节单元；主激光发射器；振镜单元，所述主激光发射器适于将主激光发射至所述振镜单元的入光口；其特征在于，包括：

步骤S1：将半导体晶体设置在基台的上表面；

步骤S4：振镜单元移动主激光使主激光沿着预划线位置在半导体晶体表面形成预划线；

步骤S2包括：

步骤S21：第一位置调节单元调整基台的位置使得半导体晶体具有初始位置，第二位置调节单元调整X射线的出射方向和反馈光之间的夹角为初始夹角，所述初始夹角根据针对半导体晶体的目标解理面的布拉格衍射公式中的衍射角设置，当半导体晶体在所述初始位置时，半导体晶体的中心点的坐标为（A₀，B₀，C₀），半导体晶体的第一旋转角度为第一角度，半导体晶体的第二旋转角度为第二角度，半导体晶体的第三旋转角度为第三角度；A₀为半导体晶体的中心点在第一轴的第一初始坐标，B₀为半导体晶体的中心点在第二轴的第二初始坐标，C₀为半导体晶体的中心点在第三轴的第三初始坐标；

步骤S22：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第三旋转角度保持第三角度，第二旋转角度保持第二角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第四角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第一峰值强度；

步骤S23：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第三旋转角度保持第三角度，第一旋转角度保持第四角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第二旋转角度优化为第五角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第二峰值强度，第二峰值强度大于或等于第一峰值强度；

步骤S24：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第一旋转角度保持第四角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第三旋转角度优化为第六角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第三峰值强度，第三峰值强度大于或等于第二峰值强度；

步骤S25：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度，X射线的出射方向和反馈光之间保持初始夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第七角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第四峰值强度，第四峰值强度大于或等于第三峰值强度；

步骤S26：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第一旋转角度保持第七角度，第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度的情况下，将X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角优化为第一夹角，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第五峰值强度，第五峰值强度大于或等于第四峰值强度；

步骤S27：在圆的中心点的坐标保持（A₀，B₀，C₀），第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度的情况下，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第一旋转角度优化为第八角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第六峰值强度，第六峰值强度大于或等于第五峰值强度；

步骤S28：在第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，第三旋转角度保持第六角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将半导体晶体的中心点的坐标优化为（A₁，B₁，C₁），使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第七峰值强度，第七峰值强度大于或等于第六峰值强度；A₁为半导体晶体的中心点在第一轴的第四初始坐标，B₁为半导体晶体的中心点在第二轴的第五初始坐标，C₁为半导体晶体的中心点在第三轴的第六初始坐标；

步骤S29：在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第五角度，X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角保持第一夹角的情况下，将第三旋转角度优化为第九角度，使得光电探测器得到的反馈光的强度达到第八峰值强度，第八峰值强度大于或等于第七峰值强度；

2.根据权利要求1所述的解理方法，其特征在于，步骤S3包括：根据第一夹角获取法线，法线均分第一夹角，法线与X射线的出射方向和反馈光的方向在同一个平面；在半导体晶体的中心点的坐标保持（A₁，B₁，C₁），第一旋转角度保持第八角度，第二旋转角度保持第十角度，第三旋转角度保持第九角度的情况下，在半导体晶体的上表面获取预划线位置，预划线位置的延伸方向与所述法线垂直。

3.根据权利要求1所述的解理方法，其特征在于，所述初始夹角和所述衍射角的差值的绝对值小于或等于0.5度。

4.根据权利要求1所述的解理方法，其特征在于，所述第一位置调节单元包括第一轴坐标调节部件、第二轴坐标调节部件、第三轴坐标调节部件、第一旋转自由度调节部件、第二旋转自由度调节部件和第三旋转自由度调节部件，所述第一轴坐标调节部件适于调节半导体晶体的中心点在第一轴的坐标，所述第二轴坐标调节部件适于调节半导体晶体的中心点在第二轴的坐标，所述第三轴坐标调节部件适于调节半导体晶体的中心点在第三轴的坐标；第一轴、第二轴和第三轴之间相互垂直，第一旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第一轴旋转的第一旋转角度，第二旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第二轴旋转的第二旋转角度，第三旋转自由度调节部件适于调整半导体晶体围绕所述第三轴旋转的第三旋转角度。

5.根据权利要求4所述的解理方法，其特征在于，第一轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，第二轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，第三轴坐标调节部件的调节精度为0.001mm~0.01mm，第一旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度，第二旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度，第三旋转自由度调节部件的调节精度为0.0001度~0.001度。

6.根据权利要求1所述的解理方法，其特征在于，所述振镜单元固定在所述X射线光源的出光口的外侧壁；所述振镜单元对主激光的出射方向和所述X射线光源对X射线的出射方向平行。

7.根据权利要求1所述的解理方法，其特征在于，所述半导体晶体解理设备还包括：镀膜镜、反射镜、红光激光发射器和光纤，反射镜用于反射红光激光发射器发射的红光至镀膜镜的一侧表面，所述镀膜镜用于透过主激光发射器发射的主激光至光纤的一端，所述镀膜镜还用于反射红光至光纤的一端，所述光纤的另一端和所述振镜单元的入光口连接；所述主激光发射器的光功率大于所述红光激光发射器的光功率。

8.根据权利要求1所述的解理方法，其特征在于，所述第二位置调节单元对X射线的出射方向和反馈光的方向之间的夹角的调节精度小于或等于0.0001。