多线切割方法、多线切割装置及其用途、半导体材料和功率器件制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多线切割方法、多线切割装置及其用途、半导体材料和功率器件，涉及多线切割技术领域，该多线切割方法包括以下步骤：用于缠绕切割线的线轴在超声波的激励作用下发生振动，在所述线轴的传输作用下，所述切割线发生振动并对待切割物体进行切割。切割线在超声波的激励作用下振动可以增大切割线的能量，增强切割线的切割能力，降低切割线磨耗，还可以迫使磨料以较高的频率和速度撞击并磨削待切割物体，排屑速度快，进而使得切割后获得的产品表面的弯曲度、翘曲度以及总厚度偏差均较小，切割品质高。

Multi-wire Cutting Method, Multi-wire Cutting Device and Its Application, Semiconductor Materials and Power Devices

The invention provides a multi-wire cutting method, a multi-wire cutting device and its application, semiconductor materials and power devices, and relates to the technical field of multi-wire cutting. The multi-wire cutting method includes the following steps: the wire axis used for winding the cutting line vibrates under the excitation of ultrasound, and the cutting line vibrates under the transmission of the wire axis and the object to be cut enters. Line cutting. Vibration of cutting line under the excitation of ultrasonic wave can increase the energy of cutting line, enhance the cutting ability of cutting line, reduce the wear of cutting line, and force abrasive to impact and grind the object to be cut with high frequency and speed. The chip removal speed is fast, which makes the surface curvature, warpage and total thickness deviation of the product obtained after cutting smaller, and the cutting quality is high. \u3002

【技术实现步骤摘要】
多线切割方法、多线切割装置及其用途、半导体材料和功率器件
本专利技术涉及多线切割
，尤其是涉及一种多线切割方法、多线切割装置及其用途、半导体材料和功率器件。
技术介绍
第三代宽禁带半导体材料(例如单晶碳化硅)具有优越的性能，近年来迅速渗透到照明，电力器件，微波射频等领域，在制造耐高温和抗辐射的高频大功率器件方面具有广阔的应用前景，已成为国际关注的焦点。目前，在下一代功率器件的制造和外延生长中，对衬底材料最终的表面质量有严格的要求，然而，由于上述半导体材料的硬度偏高(例如SiC晶体的莫氏硬度为9.2，仅次于金刚石)，化学稳定性非常好(常温下几乎不与其他物质发生明显的化学反应)，因此半导体衬底很难加工得到。其中，多线切割过程对切割品质优劣的影响最大，直接影响到后段加工良率，甚至影响到外延稳定性。因而，需要对多线切割工艺进行进一步完善。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种多线切割方法，该多线切割方法的切割品质稳定，利用该多线切割方法加工获得的产品的几何缺陷少，产品的翘曲度、弯曲度以及厚度变化量均较小。本专利技术提供的多线切割方法包括以下步骤：用于缠绕切割线的线轴在超声波的激励作用下发生振动，在所述线轴的传输作用下，所述切割线发生振动并对待切物体进行切割。进一步地，所述切割线与传输至所述切割线的超声波发生共振。进一步地，将超声波发生装置的振动部件与所述线轴接触实现超声波的加载。进一步地，所述切割线与传输至所述切割线的超声波发生共振。进一步地，所述超声波的振动频率20-300kHz，优选为25-120KHz。优选地，所述切割线的振幅为1-650μm。优选地，所述切割线的直径为0.05-0.3mm。优选地，所述切割线的运动速度为350-1500m/min，进一步优选为400-1200m/min。优选地，所述切割线的张力为25-45N。优选地，切割线的材质包括单晶金刚石、多晶金刚石和钢琴线中的至少一种，优选为单晶金刚石或者多晶金刚石。进一步地，所述待切割物体包括碳化硅、蓝宝石、氮化镓和硅中的至少一种。优选地，所述待切割物体的进给速度为0.5-15mm/hr。本专利技术的目的之二在于提供一种多线切割装置，该多线切割装置包括：至少两个间隔设置的平行线轴；切割线，缠绕于所述线轴；超声波发生装置，超声波发生装置的振动部件与至少一个所述线轴接触。优选地，所述线轴为中空结构，所述振动部件位于所述中空结构中。本专利技术的目的之三在于提供一种前面所述的多线切割装置在切割半导体材料中的用途。本专利技术的目的之四在于提供一种半导体材料，该半导体材料是利用前面所述的多线切割方法或者前面所述的多线切割装置切割得到的。该半导体材料表面的几何缺陷少，产品良率高。本专利技术的目的之五在于提供一种功率器件，该功率器件包括前面所述的半导体材料。该功率器件的产品良率高，使用性能佳。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：切割线在超声波的激励作用下振动可以显著增大切割线的能量，增强切割线的切割能力，切割线在振动时可以迫使磨料以较高的频率和速度撞击并磨削待切割物体，排屑速度快，切割过程中切割线磨耗低且磨耗均匀，几乎不会发生断线现象，切割后获得的产品表面的弯曲度、翘曲度以及总厚度偏差均较小，切割品质高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施方式中的对待切割物体进行多线切割的示意图；图2是本专利技术一个实施方式中的超声波传输示意图；图3是本专利技术一个实施方式中的多线切割装置示意图。图标：10-切割线；20-线轴；30-待切割物体；40-固定待切割物体的工作台；50-振动部件。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本专利技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本专利技术中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本专利技术中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本专利技术中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。本专利技术所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本专利技术中。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种多线切割方法，该多线切割方法包括以下步骤：用于缠绕切割线的线轴在超声波的激励作用下发生振动，在线轴的传输作用下，所述切割线发生振动并对待切物体进行切割。本专利技术的专利技术人发现，超声波可以比较稳定地将其能量通过线轴传输给切割线，可以显著增大切割线的能量，增强切割线的切割能力，切割线在振动时可以迫使磨料以较高的频率和速度撞击并磨削待切割物体，排屑速度快，切割线磨耗低且磨耗均匀，几乎不会发生断线现象，切割后获得的产品表面的弯曲度、翘曲度以及总厚度偏差均较小，切割品质高。在本专利技术的一些优选实施方式中，将超声波发生装置的振动部件与所述线轴接触实现超声波的加载。由此，振动部件的振动带动线轴振动，进而在线轴的传输作用下将超声波稳定地传输给切割线。需要说明的是，由于线轴本身的体积以及质量的影响，当超声波加载于线轴上后，对其自身的振动影响甚微，线轴的作用更表现为传输介质的作用。在本专利技术的一些具体实施方式中，参照图1，切割线10均匀缠绕在两个间隔设置的平行线轴20上以实现多线切割，固定切割线10的线轴20与超声波发生装置的振动部件50直接接触，振动部件50在一定频率下进行振动时，线轴20作为传输介质会将超声波传输至切割线10，进而使得切割线10振动，待切割物体30在固定待切割物体的工作台40的带动下朝向切割线10运动，最终实现对待切割物体30的切割。需要说明的是，在本专利技术中，超声波发生装置中除振动部件之外的其他结构的位置可以依据实际情况进行设置，在此不再过多赘述。本专利技术的专利技术人发现，与将超声波发生装置的振动部件直接与切割线接触以实现切割线的振动的方式相比，本专利技术的方式可以有效延长超声波发生装置的使用寿命，不会出现切割线磨损振动部件的现象，且可以实现多线切割，超声波在切割线上的分布比较均匀，在整个切割过程中切割线均能保持较强、较稳定的切割能力；与将超声波发生装置的振动部件与待切割物体或者固定待切割物体的工作台接触以实现切割线的振动的方式相比，本专利技术中超声波的传输过程中能量衰减少，传输至切割线的超声波的能量高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多线切割方法，其特征在于，包括以下步骤：用于缠绕切割线的线轴在超声波的激励作用下发生振动，在所述线轴的传输作用下，所述切割线发生振动并对待切割物体进行切割。

【技术特征摘要】
1.一种多线切割方法，其特征在于，包括以下步骤：用于缠绕切割线的线轴在超声波的激励作用下发生振动，在所述线轴的传输作用下，所述切割线发生振动并对待切割物体进行切割。2.根据权利要求1所述的多线切割方法，其特征在于，所述切割线与传输至所述切割线的超声波发生共振。3.根据权利要求1所述的多线切割方法，其特征在于，将超声波发生装置的振动部件与所述线轴接触实现超声波的加载。4.根据权利要求3所述的多线切割方法，其特征在于，所述切割线与传输至所述切割线的超声波发生共振。5.根据权利要求1-4任一项所述的多线切割方法，其特征在于，所述超声波的振动频率为20-300kHz，优选为25-120KHz；优选地，所述切割线的振幅为1-650μm；优选地，所述切割线的直径为0.05-0.3mm；优选地，所述切割线的运动速度为350-1500m/min，进一步优选为400-1200m/min；优选地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖柏帆，张洁，林武庆，
申请(专利权)人：福建北电新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35