[發明專利]碳化硅晶體的切割方法

在審

• 申請號: 202110646302.6
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113334592A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 牛曉龍;楊昆;路亞娟;劉新輝;董永洋;周浩
• 申請（專利權）人: 河北同光晶體有限公司
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00;B28D5/04;C30B29/36;C30B33/00;C30B33/02
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司 11254
• 代理人: 許莉

1.一種碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、根據具體的碳化硅晶體的晶體結構確定該晶體的解理方向或解理面；

步驟S2、根據需要加工碳化硅晶體樣品的尺寸和形狀，確定需要切割的軌跡；

步驟S3、采用特定的加工工藝，在確定的軌跡上制作出一定深度的凹槽；

步驟S4、在已制作出的凹槽位置施加作用力，或對碳化硅晶體進行快速熱處理，使碳化硅晶體沿凹槽完全開裂，得到具有光滑平整斷面的小塊碳化硅單晶體。

2.根據權利要求1所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，所述步驟S1中，碳化硅晶體包括兩種結構，即六方閃鋅礦結構的多型體α-SiC，以及立方纖鋅礦結構的多型體β-SiC。

3.根據權利要求2所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，確定碳化硅晶體的多型結構可通過X射線衍射法、高分辨率透射電子顯微鏡法、吸收光譜法和拉曼光譜法中的任一種或多種。

4.根據權利要求2或3所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，六方閃鋅礦結構的多型體α-SiC的解理方向為和[0001]，解理面為和(0001)；

立方纖鋅礦結構的多型體β-SiC的解理方向為[111]，解理面為(111)。

5.根據權利要求1所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，所述步驟S1中，可采用X射線晶體定向儀確定碳化硅晶體的解理方向，從而確定其解理面。

6.根據權利要求1所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，所述步驟S2中，確定切割軌跡是指在晶體表面，選取平行于解理面的方向的直線，做出的標記。

7.根據權利要求1所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，所述步驟S3中，特定的加工工藝是指適合在碳化硅晶體表面制作出規則切割痕跡的加工工藝，其包括但不限于機械切割工藝或激光切割加工工藝。

8.根據權利要求7所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，機械切割工藝包括鋼線切割方式或無齒鋸切割方式。

9.根據權利要求1所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，所述步驟S4中，在已制作出的凹槽位置施加壓力，可通過敲擊方式、撞擊方式、剪切方式、擠壓方式、拉伸方式和扭折方式中的任一種或多種；當施加的作用力超過碳化硅晶體的彈性極限，即可沿凹槽完全開裂。

10.根據權利要求1所述的碳化硅晶體的切割方法，其特征在于，所述步驟S4中，采用的快速熱處理方式，是一種升溫速度非常快的、保溫時間很短的熱處理方式，其升溫速率能達到10～100℃/s；在此快速升溫過程中，碳化硅晶體內部由于溫差作用產生熱應力，當產生的熱應力超過碳化硅晶體強度極限時，碳化硅晶體即可沿凹槽完全開裂。