半导体单晶激光定向

慢的原子密排面：晶体的棱边就是这些{111}晶面的交线。由上所述，我们很容易由晶体的外形判定它们的晶向：如沿<111>晶向直拉生长的硅单晶体有三条对称分布的棱。单晶的生长方向为：若将籽晶对着自己，眼睛看过去的方向为<111>：反之为<1TT>晶向。在<111>硅单晶横截面上任意连接二棱，将连线向另一棱线方向偏54°44垂直切下，切面即为{100}。而若向另一棱线相反的方向偏3616垂直切下，切面为{110}。如图1(a),1(b)所示。2.光学定向单晶表面经适当的预处理工艺处理，在金相显微镜下会观察到许多腐蚀坑，即所谓晶相腐蚀坑（或称晶相的光像小坑）。这些腐蚀坑是由与晶格主要平面平行的小平面组成。它们是一些有特定晶向的晶面族，构成各具特殊对称性的腐蚀坑，这是晶体各向异性的结果。锗、硅单晶的{1}晶面是原子密排面，也是解理面（或称劈裂面）。当用金刚砂研磨晶体时，其研磨表面将被破坏，出现许多由低指数晶面围成的小坑。这些小坑对于不同晶面具有不同的形状，可以利用这些小坑进行光学定向。但由于光的散射和吸收较严重，使得反射光象较弱，图象不清晰，分辨率低。为获得满意的效果，可在晶体研磨后进行适当腐蚀，使小坑加大。经过腐蚀处理的晶面，不但形状完整，且具有光泽。当一束细而强的平行光垂直人射到具有这种小坑的表面时，在光屏上就能得到相应的反射光相。因为激光束的直径约一毫米左右，而小坑的大小一般为微米量级，因而激光束可投射到众多小坑上。这个光相就是由众多小坑上相同取向的晶面反射的光线朝相同的方向汇聚在光屏上而成的光瓣。例如，测定沿<111>轴方向生长的直拉硅单晶时，我们知道还有三个{111}面，它们与生长面的夹角均为70°22，组成一个正四面体。又因为{111}的特点，这三个斜{111}面在交会处产生三个间隔120的生长棱线。垂直晶轴切片，经研磨腐和腐蚀处理后，在金向显微镜下会看到许多如图2(a)所示的三角坑，它实际上是由三个{111}晶面作为侧面的三角截顶锥形坑，其截顶面也是{111}面。当一束平行光束垂直入射至被测的{111}晶面上时，这三个侧面和截项面将反射成如图2()下所示的光象。除这三条主反射线外，有时也可以看到另外三条次要的反射线，它们与主反射线的图象在光屏上呈60相位差。对于{100}晶面，其腐蚀坑形状如图2(b)所示。它由四个{111}晶面所围成。四角截顶锥形坑，其截顶面是{100}晶面。其反射光图为对称的四叶光瓣。对于{110}晶面，其腐蚀坑形状如图2(C)所示。它有两个{111}晶面与<110>方向的夹角为544'，它们是光象的主要反射面：另有两个{111)晶面族与<110>方向平行或与(110)面垂直。当一束平行光束垂直入射到被测的{110}晶面上时，一般情况形成由主反射面反射的光象，近似为一直线。如果样品做的好，人射光又足够强。则可能得到如图2(C)下所示的光象。