[發明專利]一種確定CVD金剛石晶向的方法

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• 申請號: 202010230331.X
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111307776A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 趙芬霞;劉宏明
• 申請（專利權）人: 湖州中芯半導體科技有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/17;G01N23/2251
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 鄧凌云

1.一種確定CVD金剛石晶向的方法，其特征在于，包括以下方法步驟：

步驟1，準備原料和工具：單色激光器、氦氖激光器、半波片、CVD金剛石單晶、掃描電鏡、硅光電探測器和屏幕，檢查和校正單色激光器、氦氖激光器、掃描電鏡和硅光電探測器，保證其可以正常使用，檢查半波片和CVD金剛石單晶是否完好；

步驟2，數據采集：首先將CVD金剛石單晶固定在平臺上，通過單色激光器照射，并使其光束處于同一直線上，單色激光器處于常開模式產生的激光照射CVD金剛石單晶，并用硅光電探測器緩慢靠近CVD金剛石收集所發出的熒光，將硅光電探測器固定在平臺上，并記錄下此時，硅光電探測器上的電壓；

步驟3，初步檢測CVD金剛石單晶晶向：將半波片以其快軸為轉動中心固定在旋轉裝置內，并置于單色激光器與CVD金剛石單晶之間，沿半波片快軸緩慢轉動半波片，并記錄下光電探測器輸出的電壓，與步驟2中記錄的電壓比較，并計算出輸出的電壓幅度；

步驟4，初步確定CVD金剛石單晶晶向：根據步驟3中記錄的電壓幅度，當幅度達到最大值時，如果CVD金剛石單晶晶軸與激光器偏振方向關于半波片快軸對稱的直線平行，則該CVD金剛石單晶檢測面為(111)晶面；

步驟5，再次檢測CVD金剛石單晶晶向：利用氦氖激光器產生激光束，通過屏幕上的小孔，照射到金剛石表面，如被激光器照射的金剛石表面是某晶面面網，轉動金剛石使被測晶面與激光束垂直，激光被反射到屏幕上，形成特征衍射光像，如果晶面的激光衍射光像，光像呈四葉形，而在掃描電鏡下觀察到的晶面的表面晶紋和微觀凹坑呈正方形。晶面是和晶體的四次對稱軸相互垂直的，激光衍射光像呈四葉形，則該CVD金剛石單晶檢測面為(100)晶面；如果晶面的激光衍射光像，光像呈二葉形，在掃描電鏡下觀察到的晶面的表面晶紋和微觀凹坑呈狹縫和長條形，晶面是和晶體的二次對稱軸相互垂直的，激光衍射光像呈二葉形，則該CVD金剛石單晶檢測面為(110)晶面。

2.根據權利要求1所述的一種確定CVD金剛石晶向的方法，其特征在于：所述步驟1中的氦氖激光器是以中性原子氣體氦和氖作為工作物質的氣體激光器。以連續激勵方式輸出連續激光。在可見光和近紅外區主要有0.6328微米、3.39微米和1.15微米三條譜線，其中0.6328微米的紅光最常用。

3.根據權利要求1所述的一種確定CVD金剛石晶向的方法，其特征在于：所述步驟1中的半波片，其厚度為2cm的雙折射晶體，當法向入射的光透過時，尋常光(o光)和非常光(e光)之間的位相差等于π或其奇數倍。

4.根據權利要求1所述的一種確定CVD金剛石晶向的方法，其特征在于：所述步驟3中的旋轉裝置包括兩個用于固定半波片的夾板、兩個轉軸和固定框體。

5.根據權利要求1所述的一種確定CVD金剛石晶向的方法，其特征在于：所述步驟2的平臺上設有刻度，用于精確調節硅光電探測器和CVD金剛石的間距。