Оборудование для ориентации полупроводниковых пластин (стр. 2 из 5)

Техническая характеристика установки ЖК 78.08:

Размеры слитков, мм:

максимальный диаметр ............... 60

длина ............................................... 80

Минимальный размер пластин (кристаллов),

мм .................................................... 1,5х1,5

Точность ориентации:

кремния ........................................... ±3´

германия ......................................... ±15´

Цена деления шкалы экрана:

для кремния ................................... 3´

для германия ................................. 15´

угломерной головки .................... 1´

Источник света (лампа накаливания),

Вт .................................................... 30

Применяемая энергетика (сеть переменного тока):

напряжение, В .............................. 220

частота, Гц ................................... 50

Габаритные размеры, мм .......... 575х288х550

Масса, кг ...................................... 35

Угломерная головка (рис. 5) состоит из червячного редуктора, у которого на червяке 8 имеется ручка 12 с указателем 4, а на червячном колесе 7 – лимб 5. Указатель на ручке, закрепленной на червяке, указывает угол поворота образца (угол отклонения кристаллографической плоскости) по шкале 11, закрепленной на подвижном диске 10. Лимб, посаженный на вал червячного колеса, можно вращать независимо от вращения червячного колеса или совместно с червячным колесом, если застопорить лимб специальным винтом 6, ввернутым в торец вала.

Вал червячного колеса с конца, противоположного лимбу, имеет цангу, которая с гайкой 2 образует цанговый зажим, приводимый в действие ручкой 3. Цанговый зажим предназначен для жесткого соединения вала детали, имеющей безировочную плоскость, с угломерной головкой. Для подсветки шкалы и лимба имеются две электрические лампочки 9. Шкала предназначена для отсчета углов отклонения кристаллографических плоскостей, не превышающих двух градусов, а лимб – свыше двух градусов. Крепится угломерная головка к подвижной плите кронштейном 1.

Оптическая система установки (рис. 6) состоит из источника света, конденсатора, зеркал, объектива, диаграммы и экрана. Луч света в оптической системе проходит от источника света 1 (лампа накаливания СЦ-68 8 В, 30 Вт) через конденсор 2 (представляющего собой систему

двух линз), сменную диафрагму 3 (величина которой ступенчато регулируется) на зеркало 4. Отразившись от зеркала 4, луч света проходит через объектив 5 (типа «Юпитер 11» с фокусным расстоянием 135 мм), а затем, последовательно отразившись от зеркал 6 и 7 и образца 8 попадает на матовый экран 9. Изображение световой фигуры, которое образуется на матовомэкране,рассматриваютчерез смотровое окно с помощью зеркала 11.Зеркала6 и 10 укреплены на подвижной плите.

На рис. 6 показаноположение зеркал6 и 10, когда подвижная плита находится в крайнемпереднем положении. При таком положении подвижной плитыпользуются зеркалом 6; расстояние от образца до экранапо ходу луча равно114,5 мм.Одно деление шкалы экранав этом случаесоответствует отклонению кристаллографической плоскости на 15´. При крайнем заднем положении подвижной плиты место зеркала 6 занимает образец, а место образца— зеркало 10. Расстояние от образца до экрана по ходу луча при этом равно572 мм, а одно деление шкалы экранасоответствует отклонению кристаллографической плоскости на 3´. То есть цена деления экрана для германиевых образцов (подвижная плита находится в крайнем переднем положении) равна 15´, а цена деления шкалы экрана для кремниевых образцов (подвижная плита находится в крайнем заднем положении) равна 3´.

Элементы оптической системы установки можно регулировать. Лампа накаливания, являющаяся источником луча света, установленана подвижной кареткеи может передвигаться по направляющим,занимаяинициальноеположение относительно конденсора. Крометого, изменяяположение лампы, можно регулировать направленностьсветовоголуча. Положение конденсора относительно лампы и диафрагмытакже можно регулировать. Нижнее зеркало 4 и верхнее зеркало 7 можно поворачивать вокруг осей, устанавливая требуемое положение соответствующими ручками и фиксируя это цанговыми зажимами. Фотообъектив закреплен в специальной подставке. Устанавливают диафрагму объектива и фокусируют его, вращая ручки, которые зубчатыми парами поворачивают соответствующие детали объектива.

Экран 9 состоит из жесткой рамки, поворачивающейся на оси, матового стеклаи органического стекла, на которое нанесена шкала. Для созданияхорошей видимости шкала подсвечивается двумя электрическимилампочками. Экран закреплен на оси в подвижной каретке; ручкой каретку, а, следовательно, и экран можно перемещать по шариковым опорам в направлениихода светового луча. Перемещается экран механизмом подъема, в котором имеется самотормозящая червячная пара,сохраняющаяустановленное положениеэкрана. Фокусируют экранприповороте, вращаяручку, воздействующую на цанговый зажим.

Зеркало 11 может быть установлено в удобное для наблюдения положениевращениемручки и зафиксированоцанговымзажимом. В электрический блок, расположенный в передней стенке корпуса установки, входят понижающийтрансформатор, лампыи потенциометрыдля регулированияподаваемого напряжения,а также тумблер,сигнальная лампаи плата,к которой подводится питание от сети.

Приналадкеустановки необходимо привести световой луч в центр шкалыэкрана,т. е. в перекрестие вертикальной и горизонтальной осей шкалы экрана.Включив тумблером установку, начинают наладкус вывода светового луча на вертикальную ось шкалы экрана, устанавливаясоответствующую диафрагму, фокусируя луч на плоскость диафрагмы,направляя луч лампы по центру конденсора и перемещая лампу накаливания. Закончив вывод светового лучана вертикальную ось шкалы экрана, выполняют регулировки, связанные с выводом луча на горизонтальную ось шкалы экрана. Для чего регулируют положение отражающих поверхностей оптической системы с последующим их фиксированием. При этом наблюдают за положением светового пятна на экране установки.

При крайнем заднем положении подвижной плиты на базировочную плоскость кладут лист тонкой бумаги так, чтобы нанесенный на неё карандашом отрезок прямой совпадал с риской на базировочной поверхности. Поворотом зеркала наблюдения выводят световое пятно симметричносовмещенных риски и отрезка прямой с ручкой 21 (см. рис. 4), закрепляют положение зеркала отражения. При крайнемпереднем положении подвижной плиты производят наладкуверхнегозеркала ручкой 15так, чтобы совместить световое пятно с горизонтальной осью экрана. Выполнив совмещение, закрепляют положение зеркала.

При наладке пользуются входящим в комплект установкиэталоном (далее см. рис. 4), который должен иметь зеркальную поверхность и устанавливаться в пазкристаллодержателя. Базировочную поверхность детали устанавливаютпо эталону в горизонтальномположении, её вал цанговым зажимом соединяют с угломерной головкой. Экран ручкой 14устанавливаютперпендикулярно ходу луча(перпендикулярно направлениюперемещения экрана по пазув корпусе)и фиксируют в этом положении зажимом, управляемым ручкой 17. Ручкой 21регулируют освещение шкалы экрана.

Яркость светового луча регулируют, вращая ручку 9 ,фокусируя диафрагму объектива, а ручкой 11 изменяют диафрагму от 2 до 0,2 мм. На этом наладкуустановки заканчивают.

Приориентированиимонокристалловгерманииподвижную плиту ставят в крайнее переднее положение, а приориентировании монокристаллов кремния — в крайнее заднее положение.

Слитки германия и кремния устанавливают в специальные сменные зажимные устройства, которые закрепляют в пазу кристаллодержателя. В одно зажимное устройство вставляют слиток полупроводникаи легко его прижимают. Световую фигуру на вертикальную ось шкалыэкранавыводят поворотом легко прижатого рукой слиткавокругоси.Затем слитококончательнозакрепляют, прижимаяк базировочной плоскости. Световую фигуру в перекрестие осей шкалы экрана выводят, вращая ручки угломерной головки. Указатель, закрепленный на ручке, показывает на шкале (лимбе) отклонение кристаллографической плоскости слитка от его геометрической плоскости. Определив отклонение, зажимное устройство освобождают от связей с угломерной головкой, слиток вынимают из паза кристаллодержателя и приклеивают к столику зажимного устройства.

При ориентировании слитков германия и кремния без приклейки наносят риски на торец слитка. Процесс ориентирования не отличается от описанного, но только нет необходимости пользоваться сменными зажимными устройствами. Окончательнойоперациейпроцесса ориентирования является нанесениекарандашомчерез паз базировочной детали на торце слитка стрелки, указывающей, в каком направлении надо повернуть слиток при ориентированной резке, чтобы получить искомое положение кристаллографической плоскости. Угол отклонения кристаллографической плоскости отсчитывают по шкале во время ориентирования.