人工水晶品质确认

长晶方式：水热生长法

 

未加工前原石（毛棒）

 

 

加工后晶棒（精棒）

 

 

水热法长晶方式存在一定缺陷

 

 

1. 水热法存在某些缺陷，影响Q值。

 

 

2. 高压釜在管控存在差异。

 

 

3. 矿石品质差异。

 

 

4. 子晶质量及来源不受控。

 

 

5. 每块原石会因上述1~4点状况不同而有所不同。

 

 

 

压电晶棒质量评估方式

 

 

1  标准方式：破坏性实验（参考IEC-60758-93，GB/T3352-94）

 

 

1.1  取样块在显微镜下确认及测量尺寸。

 

 

Q值检验：0度切割厚度5~10mm

ECDAT切割：厚度为6.3mm-AT-35°15′±1′。

包裹体数量：检验厚度为10mm

 

 

1.2  缺点：

 

 

取样差异而无法确认真正品质。

 

 

抽样数量少。

 

 

成本高及检验工作繁琐。

 

 

1.3  优点：

对每种规格检测可得到正确结构。

 

 

 

2  经验方式检测（非破坏性实验）：可做100%检验或增加抽样数量。

2.1  外观目视检测

 

 

2.1.1 外观标志清晰：一般长晶厂对每个长晶高压釜所生长出的原石均做管理，方便溯源。

 

 

2.1.2 裂纹和破裂

 

 

2.2 旋光性目视检验

 

 

2.3 子晶（生长条件控制好在原石上看不见子晶）

2.3.1 子晶居中：在晶棒中心±0.5mm。

2.3.2 生长条件如果好原石上看不见子晶区。

 

 

2.3.3 子晶错位：大部分晶体中的错位是子晶中错位的连续。

 

 

2.4 包裹体目视检验

2.4.1 晶体中的包裹体会形成新的错位。

2.4.2 子晶罩是典型的引起位错的包裹体，排列在子晶表面一层。

2.4.3 包裹体的检验方式：银光灯，玻璃缸，黑色垫子，回香油晶棒用蘸了回香油的棉布擦拭干净，原晶用蘸水棉布擦拭干净“-X”面朝上。

2.4.4 拿起晶棒放置在银光灯前

2.4.5 目视检查原晶，可以观察到原晶中一个个小气泡或黑点。

 

 

2.4.6 根据包裹体尺寸目视对比样品，做出判断。

 

 

2.4.7 包裹体在50倍显微镜下拍照。

2.4.8 仔细观察大多数包裹体尺寸在0.05mm以上。

 

2.5 Q值目视检验

2.5.1 晶棒的Q值与生长期有关（45D / 60D/ 75D / 90D）。

2.5.2 观察M面的宽度，宽度越小Q值越高（宽度≥8mm，Q值较低）。

2.5.3 2.5≤宽度≤8mm，Q值≈2.4x106。

3 利用平板片做简易检验（结合破坏性和非破坏性）

 

 

3.1 利用平板片检验晶棒品质作业方法

 

 

3.1.1 将样品wafer浸泡饱和溶液中

3.1.2 均匀腐蚀样品，腐蚀厚度0.1~0.12mm

3.1.3 腐蚀完成后，热水清洗，清水冲洗，酒精冲洗，烘干

 

 

3.1.4 在晶片Z区部位上任取4个位置画0.5x0.5cm方格

 

 

3.1.5 在40~100倍投影仪下观察方格内腐蚀隧道密度

 

 

3.1.6 记录每个方格中的腐蚀隧道数量，将4个方格中数量求和即为腐蚀密度

3.2 利用平板片检验晶棒包裹体及Q值品质作业方法

 

 

3.2.1 晶棒切割后经过研磨得到0.16mm平板片

 

 

3.2.2 将400pcs平板片投入#3000研磨，频率20MHz，±6000ppm

 

 

包裹体穿孔：不良率＜1%

 

 

包裹体裂缝：不良率＜1%

 

 

3.2.3 投入400pcs到#4000研磨（1），频率25MHz，±5000ppm

 

 

包裹体穿孔：不良率＜1%

 

 

包裹体裂缝：不良率＜1%

3.2.4 投入400pcs到#4000研磨（2），频率30MHz，±4000ppm

包裹体穿孔：不良率＜2%

 

 

包裹体裂缝：不良率＜1%