一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，采用控制磨削力和卧式平面磨削法对易解理的氧化镓晶片进行磨削加工，步骤为将氧化镓晶片固定在工作台上，其下设有力传感器；分别采用粗、细粒度金刚石砂轮对氧化镓晶片进行粗、精磨削，分别设定粗、精磨削时工作台纵向初始纵向进给速度、最大磨削力F

An anti cleavage processing method of gallium oxide based on control force

【技术实现步骤摘要】
一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法
本专利技术属于硬脆半导体晶片超精密加工
，特别是涉及一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法。
技术介绍
氧化镓(β-Ga2O3)是一种新型的超宽禁带氧化物半导体材料，其禁带宽度可大于3.4eV。氧化镓(β-Ga2O3)半导体材料具有击穿场强高、电子迁移率高、热导率高等优势。而超宽禁带半导体材料的耐高压、耐高温、抗辐射能力均优于现有已经广泛应用的宽禁带半导体材料。因此，氧化镓在超高压电力电子器件、深紫外光电探测器、射频电子发射器、量子通信和极端环境应用等领域有巨大的应用前景。Ga2O3晶体相对其他第四代半导体材料，它具有禁带宽度更大，吸收截止边更短，生长成本更低(可通过熔体法生长)、物理化学性质更稳定等优点，是制作超高压功率器件，深紫外光电器件，高亮度LED等半导体器件的优选材料，可在军事和民用关键领域发挥巨大应用价值。β-Ga2O3晶体属于难加工的硬脆晶体材料，并且具有特殊的单斜晶系结构，相比单晶硅、蓝宝石等晶体材料还存在诸多加工问题。在研磨或磨削等传统的晶体加工过程中，为提高材料去除率，必须对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，其特征在于具有如下步骤：/nS1、将氧化镓晶片固定在工作台上，其下设有力传感器；/nS2、启动粗粒度金刚石砂轮旋转，打开工作台限位开关；/nS3、将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将粗粒度金刚石砂轮移至工作台原点，设定工作台纵向初始纵向进给速度，设定粗磨削时的最大磨削力F

【技术特征摘要】
1.一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，其特征在于具有如下步骤：
S1、将氧化镓晶片固定在工作台上，其下设有力传感器；
S2、启动粗粒度金刚石砂轮旋转，打开工作台限位开关；
S3、将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将粗粒度金刚石砂轮移至工作台原点，设定工作台纵向初始纵向进给速度，设定粗磨削时的最大磨削力F粗、粗粒度金刚石砂轮一次垂直进给深度h粗和磨削深度H粗后对氧化镓晶片进行粗磨削直至达到设定磨削深度H粗，粗磨削过程中控制磨削力在F粗±0.1N的范围内；
S4、对粗磨削后的氧化镓晶片进行无进给磨削，之后，抬起粗粒度金刚石砂轮，并停止粗粒度金刚石砂轮旋转和工作台运动；
S5、将粗粒度金刚石砂轮更换成细粒度金刚石砂轮，启动细粒度金刚石砂轮旋转和工作台运动；
S6、将细粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将金刚石砂轮移至工作台原点，设定工作台纵向初始纵向进给速度，设定精磨削时的最大磨削力F精、精粒度金刚石砂轮一次垂直进给深度h精和磨削深度H精后对氧化镓晶片进行精磨削直至达到设定磨削深度H精，精磨削过程中控制磨削力在F精±0.1N的范围内，对精磨削后的氧化镓晶片进行无进给磨削。


2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，氧化镓晶片为方形晶片，其吸附在工作台的磁力盘上或固定在工作台上。


3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述粗磨削、所述无进给磨削和所述精磨削过程中均通过冷却液冷却，冷却液的流量为4-6L/min，冷却液为去离子水。


4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述粗粒度金刚石砂轮的转速为600-1000r/min，转速方向为顺时针；
所述粗粒度金刚石砂轮的磨料粒度大小为W10-W14。


5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将粗粒度金刚石砂轮移至工作台原点，的具体步骤如下：
将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面进给至接近氧化镓晶片上方，之后，以10μm/min的垂直进给速度缓慢向氧化镓晶片进给，直至力传感器出现示值后停止进给；停止后，将粗粒度金刚石砂轮向上抬起1mm后，移动至工作台原点后，将粗粒度金刚石砂轮向下降1mm，恢复对刀高度；
所述步骤S3中，所述工作台纵向初始纵向进给速度为0.5-1μm/min，所述最大磨削力F粗为20-30N，所述一次垂直进给深度h粗为1-2μm，所述磨削深度H粗为10-20μm；
所述步骤S3中，通过负反馈系统在粗磨削过程中控制磨削力在F粗±0.1N的范围内；
所述负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的所述力传感器测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台纵向进给速度或工作台纵向进给速度和粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度，控制方法可以分成两种：第一种：通过控制系统控制工作台纵向进给运动：通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小控制工作台纵向进给速度，以保证粗磨削过程中控制磨削力在F粗±0.1N的范围内，直至完成整个...

【专利技术属性】
技术研发人员：高尚，康仁科，何宜伟，董志刚，朱祥龙，牟宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21