[发明专利]一种采用电火花切割技术快速切割CdS单晶体的方法

说明书

本发明设计一种用于CdS单晶体的切割方法，属于半导体材料的加工领域。步骤如下，用平面磨床将CdS晶锭的生长面磨平；用X射线衍射仪对磨平的端面进行定向；对CdS晶锭进行滚圆，然后进行主参考面和副参考面制作；用真空吸附台将CdS晶锭吸附住，晶锭的主参考面朝下；调整电火花切割机切割参数，对晶锭进行切割；切割完成后，依次采用煤油浸泡、热酒精对切割后的晶片进行冲洗，然后将卡具放在温度为80℃的热水中，使胶软化，将晶片取下，进行下一步操作。采用非接触式的电火花切割技术对n型CdS晶锭进行切割，可以大大的提高切割效率、减少碎片的产生。

技术领域

本发明设计一种用于CdS单晶体的切割方法，属于半导体材料的加工领域。

背景技术

硫化镉（CdS）晶体是带宽为2.4eV的直接跃迁型Ⅱ一VI族化合物半导体材料。CdS单晶的优异光电性质使其在探测器、太阳能电池，红外视窗等半导体器件制备上具有广泛的应用。

CdS晶体的加工包括定向、滚圆、切割、研磨、抛光、清洗等工艺，在后续的研磨、抛光工序之前，需要先将晶锭切割成表面平整、厚度均一的切割片，切割工艺的好坏直接影响后续的加工工艺。由于CdS晶锭的厚度较小（通常小于1 cm），常采用单线切割工艺对其进行切割。在单线切割工艺中，采用的切割线为金刚线，依靠金刚线和CdS晶体间的剧烈摩擦，使材料破裂并从母体表面脱落下来，从而达到切割的效果。由于CdS晶体的硬度小（莫氏硬度仅为3.3）、脆性大，在单线切割过程中，极易出现碎片现象，导致单线切割成品率过低；此外，采用传统单线切割工艺时，晶体的定向是通过以下步骤来完成：将晶锭固定在切割机样品台上，先从晶锭上切割下一小片并对切割片进行定向，根据晶向偏移量来调整样品台的角度，在这个过程中定向、样品台角度调节以及切割误差，使得传统的单线切割片晶向精度不高（偏差往往为0.3°～0.5°）；再者，采用传统的单线切割方法对CdS晶锭进行切割时，晶锭的滚圆操作过程会比较繁琐，若操作不当会使切割片为椭圆形。

发明内容

鉴于现有技术的状况及不足，本发明针对低阻n型CdS单晶晶体的切割，提供了一种采用电火花切割技术快速切割CdS单晶体的方法，电火花切割技术，是依靠电能和热能进行材料去除，是一种非接触性的切割方法，此方法既可以大大降低碎片的风险，同时也可以大大提高加工效率。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种采用电火花切割技术快速切割CdS单晶体的方法，其特征在于：步骤如下，

第一步，用高温蜡将CdS晶锭的剥离面粘贴在一个总厚度变化小于5 μm的铸铁托上，用平面磨床将CdS晶锭的生长面磨平；

第二步，用X射线衍射仪对磨平的端面进行定向，根据晶向偏离（0001）的偏移量进行调整，对生长面再次进行平面磨，直到该端面偏离正晶向的角度小于0.5°；

第三步，将CdS晶锭从铸铁托上取下，用高温蜡将已磨平的生长面贴在铸铁托上，用平面磨床将晶锭的剥离面磨平，然后将铸铁托装卡到滚圆磨床的样品台上，先对CdS晶锭进行滚圆，然后进行主参考面和副参考面制作；

第四步，滚圆和参考面制作完成之后，将CdS晶锭从铸铁托上取下，用酒精将CdS晶锭擦洗干净，然后用真空吸附台将CdS晶锭吸附住，晶锭的主参考面朝下，主参考面与卡具水平面留有一定间隙，可以放下一个石墨条，在石墨条上涂覆上一层厚度约为5mm的固体胶，将石墨条放到该间隙中，使CdS晶锭主参考面与固体胶接触，固定台子侧面的螺丝，使石墨条固定，静置使固体胶凝固，CdS晶锭就粘贴在石墨条上，这样切割后的晶片会靠胶的作用不会脱离石墨条，可以防止切完的晶片掉落，或者发生倾斜与其他晶片发生磕碰而出现碎片事故；调整电火花切割机切割参数，对晶锭进行切割，脉冲宽度为15-20，脉间倍数为6-10，功放为4-6，进给速度为0.8-2.8 mm/min；

第五步，切割完成后，依次采用煤油浸泡、热酒精对切割后的晶片进行冲洗，然后将卡具放在温度为80℃的热水中，使胶软化，将晶片取下，进行下一步操作。