單晶硅定晶向電火花線切割晶向精度及損傷層厚度研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，具有特定晶向的單晶硅衍射晶體在高科技領(lǐng)域已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，如中子散射譜儀、硬X射線標(biāo)定裝置等。在大尺寸定晶向單晶硅電火花線切割加工時(shí)，加工后的衍射晶體表面并不是理想平面，每點(diǎn)的晶向誤差與理想平面上每個(gè)點(diǎn)的晶向誤差都是不同的，需要對(duì)整塊晶體的晶向精度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)由于晶體尺寸較大而載物臺(tái)尺寸較小，所以每次測(cè)量得到的只是晶體表面部分的晶向精度，測(cè)量難度大、耗時(shí)長(zhǎng)、測(cè)量精度低；此外，電火花線切割單晶硅時(shí)會(huì)在表

2、面形成損傷層，如何方便地測(cè)定出該損傷層厚度為后續(xù)拋磨工序提供加工余量的依據(jù)也是難點(diǎn)之一。本課題首先采用單點(diǎn)晶向誤差與硅片表面截面輪廓相結(jié)合的方法測(cè)定表面各點(diǎn)的晶向誤差；其次，采用單晶回?cái)[曲線法測(cè)定電火花線切割后硅片表面損傷層深度。最后，為進(jìn)一步提高單晶硅定晶向切割的精度并減少切割中產(chǎn)生的損傷層厚度，將金屬材料電火花多次切割技術(shù)運(yùn)用到單晶硅電火花線切割中。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)大尺寸定晶向單晶硅，加工后衍射晶體表面不是理想

3、平面，每一個(gè)點(diǎn)的晶向不同的情況。提出了一種利用測(cè)量表面輪廓和單點(diǎn)晶向誤差相結(jié)合的方法來(lái)估算大尺寸定晶向單晶硅表面各個(gè)點(diǎn)的晶向誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析吻合度較高。⑵制備高完整性表面的單晶硅片是光學(xué)檢測(cè)器件生產(chǎn)中的一個(gè)重要部分。針對(duì)電火花線切割在加工單晶硅片的過(guò)程中所產(chǎn)生的損傷層，提出了基于X射線回?cái)[曲線法與腐蝕相結(jié)合測(cè)定加工后硅片表面損傷深度的方法，分別從測(cè)量原理，不同晶向以及不同切割能量等方面進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。研究表明，該方法不

4、僅可以有效地測(cè)定電火花定晶向切割單晶硅片表面損傷層厚度，還可以反映放電切割加工后表面損傷情況。⑶研究了單晶硅電火花線切割在不同放電能量下?lián)p傷層厚度和放電間隙。根據(jù)分析找出多次切割中合理的修刀補(bǔ)償值等參數(shù)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明采用電火花多次切割技術(shù)，能夠有效地對(duì)定晶向單晶硅進(jìn)行高效、高表面質(zhì)量切割加工，在同等加工表面質(zhì)量條件下，與以往的一次切割相比，大大縮短了加工時(shí)間，簡(jiǎn)化了后續(xù)處理工序。⑷研究了電火花多次切割技術(shù)對(duì)加工定晶向單