本发明涉及晶体材料加工技术领域，特别是涉及一种将三维样品台和X射线定向仪及磷化铟晶片位错腐蚀技术结合起来切割高指数面磷化铟晶锭(100)晶片的方法。
背景技术：
磷化铟是具战略性的重要半导体材料之一，在光通信、毫米波高频、低噪声、宽带微电子集成等领域具有重要的应用。磷化铟基的长波长(1.3-1.55μm)发光二极管、激光器和探测器已广泛用于光纤通信系统，磷化铟基的异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)也已用于新一代高速通信系统，磷化铟还是太赫兹领域的首选材料之一。用半绝缘磷化铟制造的高频低噪声器件是新一代雷达通信、卫星通讯的关键元器件。
目前高质量磷化铟单晶的主要生长技术为垂直温度梯度凝固法。垂直温度梯度凝固磷化铟单晶生长技术的主要优点是炉体内温度分布可精确控制、单晶生长温度梯度小、晶体承受的热应力低、单晶位错密度低、可通过合适的后处理工艺，如退火、改变冷却速率等降低晶体析出物的浓度等。非常适合用于生长高质量磷化铟单晶材料。
由于在垂直温度梯度凝固法磷化铟单晶生长过程，晶体生长的温度梯度较小，接近晶体自由生长状态，易出现生长晶体偏离籽晶晶向的现象，且单晶的生长过程易受到外界干扰，产生孪晶，得到磷化铟单晶端面可能为高指数晶面(如311晶面)，而通常所使用的磷化铟单晶片为(100)或(111)。
因此需要有高效率，切割准确度高的晶锭切割晶片方法，否则，会造成晶体浪费。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有单晶切割技术在处理高指数面磷化铟单晶锭过程中存在的不足，提供了一种磷化铟晶锭切割(100)晶片的切割方法，通过三维样品台和X射线定向仪及磷化铟晶片位错腐蚀技术结合起来，可以将任意指数晶锭切割成(100)晶片，尤其适用于切割由垂直温度梯度凝固技术得到磷化铟单晶锭，切割准确度高，操作简便，节省晶体。
本发明的目的通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种磷化铟晶锭切割(100)晶片的方法,包括：
1)将磷化铟晶锭粘在切割机三维样品台上，所述磷化铟晶锭垂直于所述三维样品台，将晶锭的端面作为参考面，参考面上垂直于样品台向下方向作为纵向，平行于样品台向右方向作为横向，纵向、横向与参考面法向符合坐标系的右手定则；
2)假定磷化铟单晶锭端面晶面指数为(311)，通过立方晶系的晶面夹角公式计算(311)晶面与(111)晶面夹角，(111)晶面与(100)晶面夹角；
3)根据计算所得角度，调整三维样品台角度；
4)从晶锭端面切取样品，用X射线定向仪测试样品的切割面的表面晶向；
5)判断样片切割面是否出现(111)晶面衍射峰；
6)若样品出现(111)晶面衍射峰，则根据(100)晶面与(111)晶面夹角再次调整三维样品台角度，切割出所需的(100)晶片；
7)若未观察到(111)晶面衍射峰，采用磷化铟单晶(111)晶面位错腐蚀法，调整三维样品台角度，返回步骤4)，最终切割出(100)晶片。
进一步地，所述磷化铟单晶(111)晶面位错腐蚀法包括以下步骤：
将样品切割面进行研磨并抛光至镜面，去除表面切割损伤；
使用腐蚀液对样品进行腐蚀，腐蚀后样品出现腐蚀坑；
观察腐蚀坑的形状，并与标准(111)面位错腐蚀坑比较，根据位错腐蚀坑歪斜的方向和程度，判断晶锭切割面与(111)晶面的夹角。
优选地，所述样品解理成10mm×10mm晶片样品。
本发明具有以下的有益效果：
本发明通过三维样品台和X射线定向仪及磷化铟晶片位错腐蚀技术结合起来利于现有常见的实验方法和测试手段，该方法切割准确度高，简单易用，效率高；本发明的适用面广，可以将任意指数晶锭切割成(100)晶片，尤其可以测定并找出由垂直温度梯度凝固技术VGF法生长得到的任意晶向的磷化铟单晶的(100)晶面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
本发明提供一种磷化铟晶锭切割(100)晶片的方法，其特征在于，包括：
1)将磷化铟晶锭粘在切割机三维样品台上，所述磷化铟晶锭垂直于所述三维样品台，将晶锭的端面作为参考面，参考面上垂直于样品台向下方向作为纵向，平行于样品台向右方向作为横向，纵向、横向与参考面法向符合坐标系的右手定则；
2)从晶锭的自然生长端面出发，先找出(111)晶面，再由(111)晶面得到(100)晶面，根据垂直梯度凝固法磷化铟单晶的一般生长规律，假定磷化铟单晶锭端面晶面指数为(311)，磷化铟晶体属于立方晶系，通过立方晶系的晶面夹角公式计算(311)晶面与(111)晶面夹角为29.5°，(111)晶面与(100)晶面夹角为54.7°；
3)根据计算所得角度，根据样品台面上的刻度，由高精度的螺纹控制左右旋转和俯仰调整来调整三维样品台角度。进一步地，由(311)晶面调整至(111)晶面，保持样品台水平方向角度不变，晶体在参考系内顺时针旋转29.5°；由(111)晶面调整至(100)晶面，保持样品台水平方向角度不变，晶体在参考系内逆时针旋转54.7°
4)从晶锭端面切取样品，用X射线定向仪测试样品的切割面的表面晶向；优选地，从晶锭边缘端面处切割出一片厚度为1-2mm的晶片；更优选地，切割厚度为1mm的晶片；
5)判断样片切割面是否出现(111)晶面衍射峰；
6)若出现(111)晶面衍射峰，则根据(100)晶面与(111)晶面夹角再次调整三维样品台角度，切割出所需的(100)晶片。一般X射线定向仪只有在切割晶面的晶向与理论值一致的时候才会出现衍射最大峰值，根据定向的操作规范，出现最大峰值时即认为找到了相应的晶面。
7)若未观察到(111)晶面衍射峰，采用磷化铟单晶(111)晶面位错腐蚀法，调整三维样品台角度，返回步骤4)，逐步逼近(111)晶面，最终切割出(100)晶片。
进一步地，所述磷化铟单晶(111)晶面位错腐蚀法包括以下步骤：
将样品切割面进行研磨并抛光至镜面，去除表面切割损伤；
然后使用磷化铟单晶(111)晶面位错腐蚀液对样品进行腐蚀，腐蚀后样品出现腐蚀坑；
观察腐蚀坑的形状，腐蚀位错后，位错坑清晰，通过与标准(111)面位错腐蚀坑比较，根据位错腐蚀坑歪斜的方向和程度，判断晶锭切割面与(111)晶面的夹角。
优选地，所述样品解理成10mm×10mm晶片样品。
综上所述，本发明通过三维样品台和X射线定向仪仪以及磷化铟晶片位错腐蚀技术结合起来切割高指数面磷化铟晶锭(100)晶片，切割准确度高，操作简便，节省晶体，适用面广。
以上对本发明优选实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明保护范围之内。