Устройство и способ определения ориентации кристаллографической плоскости относительно поверхности кристалла, а также аппарат и способ резки монокристалла в режущей машине - RU2004100543A

Реферат

1. Аппарат для резки монокристаллов, содержащий устройство (4) резки для отрезания пластин от по существу цилиндрического монокристалла (3), имеющего центральную продольную ось (M), устройство (24) ориентировки, обеспеченное в аппарате для ориентировки монокристалла относительно устройства резки, подающее устройство (23) для перемещения кристалла (3) в направлении (V) подачи, по существу перпендикулярном его центральной продольной оси, относительно устройства резки, отличающийся тем, что устройство (24) ориентировки сконструировано таким образом, что монокристалл (3) можно вращать вокруг оси, определяемой направлением подачи, и оси, перпендикулярной плоскости, которая определяется центральной продольной осью (M) и направлением (V) подачи, и тем, что обеспечен держатель (12) для монокристалла, с помощью которого монокристалл устанавливают в определенное положение в аппарате для резки таким образом, что предварительно определенное кристаллографическое направление (K) имеет предварительно определенный угол по отношению к направлению подачи, или тем, что обеспечено вращающее устройство для вращения монокристалла вокруг его продольной центральной оси, и тем, что предпочтительно имеется устройство для измерения отклонения устройства резки во время резки, которое соединено с вращающим устройством.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что устройство резки сконструировано в виде проволочной пилы, имеющей множества параллельных проволок (4) для резки, которые образуют плоскость проволок, и тем, что устройство (24) ориентировки сконструировано в виде устройства X-Y-юстировки, с помощью которого монокристалл можно перемещать в плоскости, параллельной плоскости проволок, и в плоскости, перпендикулярной плоскости проволок.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что обеспечено устройство для измерения углов для измерения ориентации торцевой поверхности (2) монокристалла (3) относительно плоскости проволок.

4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что устройство для измерения углов содержит зеркало (27), которое можно фиксировать на торцевой поверхности (2) монокристалла (3), и автоколлимационный телескоп (25), оптическая ось (O) которого перпендикулярна плоскости резки.

5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что зеркало (27) можно прикреплять к торцевой поверхности (2) монокристалла с помощью вакуумного устройства.

6. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что обеспечено эталонное устройство (32, 25) для устройства X-Y-юстировки.

7. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что обеспечена пластина (28) оптического клина, имеющая заданный угол клина, для регулировки отклонения X-Y ориентации монокристалла от предварительно определенного угла.

8. Аппарат по п.7, отличающийся тем, что пластину (28) оптического клина можно вращать в плоскости резки вокруг центральной продольной оси монокристалла таким образом, что можно регулировать заданную азимутальную ориентацию угла клина.

9. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что обеспечен держатель (12) для монокристалла, с помощью которого монокристалл устанавливают в определенном положении в аппарате для резки таким образом, что предварительно определенный внешний признак монокристалла ориентирован в предварительно определенное положение, повернутое вокруг центральной продольной оси (M).

10. Аппарат по п.1, дополнительно характеризующийся наличием устройства для определения ориентации кристаллографической плоскости относительно поверхности кристалла, при этом данное устройство содержит держатель (11) для монокристалла (3), с помощью которого монокристалл (3) удерживают таким образом, чтобы была открыта его измеряемая поверхность (2), устройство (14, 17) для измерения углов для измерения угла, который измеряемая поверхность (2) имеет относительно базовой оси держателя, и рентгеновское измерительное устройство (15, 16) для определения угла кристаллографической плоскости по отношению к базовой оси.

11. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что монокристалл (3) является по существу цилиндрическим и измеряемая поверхность (2) является торцевой поверхностью цилиндра, а держатель (11) содержит плоскую поверхность (11a), на которой монокристалл (3) можно фиксировать его торцевой поверхностью, противоположной измеряемой поверхности, и тем, что базовая ось является нормалью к плоской поверхности (11a).

12. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что устройство (14, 17) для измерения углов включает в себя зеркало (17), расположенное на измеряемой поверхности (2), и автоколлимационный телескоп (14), оптическая ось которого (O) совпадает с базовой осью.

13. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что рентгеновское измерительное устройство сконструировано в виде рентгеновского гониометра, который содержит рентгеновскую трубку (15) и детектор (16), которые можно совместно перемещать в пределах углового диапазона вокруг базовой оси для измерения брегговских отражений для кристаллографической плоскости.

14. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что держатель (11) можно передвигать в направлении базовой оси.

15. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что держатель (11) содержит вакуумное всасывающее приспособление для фиксации монокристалла (3) с помощью парциального давления или вакуума.

16. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что монокристалл в держателе содержит стопор (13), с помощью которого монокристалл (3) можно фиксировать в предварительно определенной угловой ориентации в плоскости, перпендикулярной базовой оси, при этом предпочтительно стопор (13) имеется.

17. Способ резки монокристалла в резательной машине, в которой пластины отрезают от монокристалла посредством перемещения монокристалла в направлении (V) подачи относительно устройства резки, включающий в себя этапы, на которых определяют угол между кристаллографической плоскостью и внешней поверхностью (2) монокристалла вне резательной машины; измеряют ориентацию внешней поверхности (2) монокристалла в резательной машине; устанавливают монокристалл в определенное положение на основе ориентации внешней поверхности таким образом, чтобы данная кристаллографическая плоскость образовывала предварительно определенный угол с направлением подачи и осуществляют резку, при этом определение угла между кристаллографической плоскостью и внешней поверхностью (2) монокристалла включает в себя следующие этапы, на которых измеряют угол, который поверхность кристалла (2) образует с базовой осью, с помощью автоколлимационного способа, измеряют угол кристаллографической плоскости по отношению к базовой оси с помощью рентгеновской гониометрии, и вычитают измеренные углы.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что угловое положение заданного кристаллографического направления (K) монокристалла в плоскости резки регулируют таким образом, чтобы во время резки монокристалла силы, действующие на устройство резки, были минимизированы.

19.Устройство для определения ориентации кристаллографической плоскости относительно поверхности кристалла, содержащее держатель (11) для монокристалла (3), с помощью которого монокристалл (3) удерживают таким образом, чтобы была открыта его измеряемая поверхность (2), устройство (14, 17) для измерения углов для измерения угла, который измеряемая поверхность (2) имеет относительно базовой оси держателя, и рентгеновское измерительное устройство (15, 16) для определения угла кристаллографической плоскости по отношению к базовой оси, при этом устройство (14, 17) для измерения углов включает в себя зеркало (17), расположенное на измеряемой поверхности (2), и автоколлимационный телескоп (14), оптическая ось которого (O) совпадает с базовой осью.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что монокристалл (3) является по существу цилиндрическим и измеряемая поверхность (2) является торцевой поверхностью цилиндра, а держатель (11) содержит плоскую поверхность (11а), на которой монокристалл (3) можно фиксировать его торцевой поверхностью, противоположной измеряемой поверхности, и тем, что базовая ось является нормалью к плоской поверхности (11a).

21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что рентгеновское измерительное устройство сконструировано в виде рентгеновского гониометра, который содержит рентгеновскую трубку (15) и детектор (16), которые можно совместно перемещать в пределах углового диапазона вокруг базовой оси для измерения брегговских отражений для кристаллографической плоскости.

22. Устройство по п.19, отличающееся тем, что держатель (11) можно передвигать в направлении базовой оси.

23. Устройство по п.19, отличающееся тем, что держатель (11) содержит вакуумное всасывающее приспособление для фиксации монокристалла (3) с помощью парциального давления или вакуума.

24. Устройство по п.19, отличающееся тем, что монокристалл в держателе содержит стопор (13), с помощью которого монокристалл (3) можно фиксировать в предварительно определенной угловой ориентации в плоскости, перпендикулярной базовой оси, при этом предпочтительно стопор (13) имеется.

25. Способ определения ориентации кристаллогафической плоскости относительно поверхности кристалла, предназначенный для применения в способе резки монокристалла и включающий в себя этапы, на которых измеряют угол, который поверхность кристалла (2) образует с базовой осью, с помощью автоколлимационного способа, измеряют угол кристаллографической плоскости по отношению к базовой оси с помощью рентгеновской гониометрии, и вычитают измеренные углы.