Полупроводниковые пластины. Методы их получения

Алмазосодержащий режущий слой на внутренней кромке корпуса формируют гальваностегией. В электролотическую ванну посещают корпуса, защищенные изоляторами по всей поверхности, исключая внутреннюю кромку. Ванну заполняют электролитом и засыпают в нее алмазный порошок требуемой зернистости. При пропускании постоянного электрического тока между анодом и корпусами на внутренней кромке осаждается металлический слой, захватывающий и прикрепляющий к корпусу алмазные зерна. осаждаемый металлический слой называется связкой. Чаще всего это никель или кобальт. Толщина режущей кромки в два-три раза больше толщины корпуса.

Размер алмазных зерен, закрепленных на внутренней кромке, выбирают в зависимости от физико-механических свойств разрезаемого полупроводникового материала (таердости, хрупкости, способности к адгезии, т. е. прилипанию к режущей кромке). Как правило, для резки кремния целесообразно использовать алмазные зерна с размером основной фракции 40−60 мкм. Зерна должны быть достаточно прочными и иметь форму, близкую форме правильных кристаллов. Германий и сравнительно мягкие полупроводниковые соединения типа А3В5 (арсенид галлия, арсенид индия, антимонид индия, фосфид галлия и др.) целесообразно резать алмазами, размер зерен основной фракции которых 28−40 мкм. Требования к прочности этих зерен не столь высоки, как при резке кремния. Монокристаллы сапфира, корунда, кварца, большинства гранатов разделяют высокопрочными кристаллическими алмазами размер зерен основной фракции которых 80−125 мкм.

В связи с тем что диаметры слитков и механические свойства разрезаемых материалов разнообразны, используют круги АКВР различных типоразмеров. Характеристики наиболее распространенных из них приведены в табл-З.

Схему резки полупроводникового слитка кругом АК. ВР показана на рис. 22. Круг 1 растягивают и закрепляют на барабане 2, который приводят во вращение вокруг своей оси. Слиток 3 вводят во внутреннее отверстие круга АКВР на расстояние, равное сумме заданной толщины пластины и ширины пропила. После этого производят прямолинейное перемещение слитка относительно вращающегося круга в результате чего отрезается пластина.

Отрезанная пластина может падать в сборный лоток или же удерживаться после полного прорезания слитка на оправке 4 клеящей мастикой 5. После сквозного прорезания слитка его отводят в исходное положение и круг выходит из образованной прорези. Затем слиток снова перемещают на заданный шаг во внутреннее отверстие круга и повторяют цикл отрезания пластины.

Обязательным условием качественного разделения слитка на пластины является правильная установка и закрепление круга AКBP. Высокая прочность материала корпуса круга и его способность к значительному вытягиванию дают возможность натянуть круг на барабан с достаточной жесткостью. Жесткость круга непосредственно влияет на точность и качество поверхности пластин, на стойкость круга, т. е. срок его службы, и ширину пропила. Недостаточная жесткость приводит к возникновению дефектов геометрии пластин (неплоскостности, прогиба, разброса по толщине) и увеличению ширины пропила, а чрезмерная жесткость — к быстрому выходу круга из строя из-за разрыва корпуса.

Установлено, что для каждого типоразмера круга AКBP существует оптимальная жесткость корпуса, при которой обеспечиваются высокие стойкость круга и качество пластин, а также минимальная ширина пропила.

Разработано несколько способов оценки и контроля жесткости круга. Наиболее простой из них основан на измерении диаметра внутреннего отверстия круга. За счет растяжения материала корпуса круга при его установке диаметр внутреннего отверстия увеличивается на 0,5−1,0% его исходного значения. Измеряя увеличение диаметра внутреннего отверстия специальным индикатором и доводя его до заданного значения, добиваются требуемой жесткости круга. Можно оценить жесткость круга по его прогибу под действием сосредоточенной нагрузки.

Наиболее объективную оценку жесткости позволяет произвести способ, основанный на измерении собственной частоты колебаний натянутого корпуса. Изменение жесткости круга вызывает изменение его собственной частоты колебаний, что проявляется, например, при изменении высоты звука, возникающего при легком постукивании по кругу.