一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，所述抛光液由以下原料组成：磨料、电解质、表面活性剂和去离子水；并采用pH调节剂将所述抛光液的pH值调节至2.5‑6.0。本发明专利技术的抛光液，解决了氧化锌晶体的含氧晶面抛光效率低和表面容易出现橘皮现象的技术问题；同时，抛光表面无坑点、无划伤，完全满足后道电子元器件的生产要求。本发明专利技术还公开了一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液的制备方法。

A kind of polishing solution for oxygen surface polishing of zinc oxide crystal and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液及其制备方法
本专利技术涉及氧化锌晶体氧面的抛光材料
，具体涉及一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液及其制备方法。
技术介绍
现代制造业的发展目标是工业4.0的智能制造，智能制造的皇冠是超精密制造，而超精密表面皇冠的明珠就是超精密无损伤表面的加工。例如超大型集成电路芯片的制造已经进入7纳米节制成，在这种超精密制造过程中，器件的特征都在纳米级别，接近人类神经元系统。如果没有超精密表面加工的保证，最先进的超大型集成电路芯片的制造无法完成。目前超大型集成电路芯片的抛光从设备，工艺，到抛光液都已经形成了一个完整体系，确保了超大型集成电路芯片制造技术可以顺利延伸与发展。第三代化合物半导体材料随5G，清洁能源、光电高效转换芯片、智能设备与终端设备产业的发展正在异军突起，将成为未来产业发展的最新力量。氧化锌单晶半导体材料就是其中具有高能带、光电效应以及成本优势的新型第三代化合物半导体材料的一个具有广泛应用场景的新材料。但是，氧化锌晶体的含氧晶面与含锌晶面相比，抛光效率很低，表面容易出现橘皮现象。因此，亟需研发一种用于第三代半导体氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，以提高氧化锌晶体含氧晶面的抛光效率和表面质量，从而完全满足后道电子元器件的生产要求。
技术实现思路
鉴于以上现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液及其制备方法，以解决氧化锌晶体的含氧晶面抛光效率低，表面容易出现橘皮现象的技术问题；同时，抛光表面无坑点、无划伤，完全满足后道电子元器件的生产要求。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，所述抛光液由以下原料组成：磨料、电解质、表面活性剂和去离子水；并采用pH调节剂将所述抛光液的pH值调节至2.5-6.0。优选的，所述原料中各组分在抛光液中质量百分比为：磨料0.1%wt-40%wt、电解质0.05%wt-5%wt、表面活性剂1%wt-35%wt、余量为去离子水。优选的，所述磨料为氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛中的至少一种。所述磨料为核壳结构的纳米复合颗粒，所述核壳结构的纳米复合颗粒，其内核为氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛中的至少一种，外壳为离子化丙烯酸衍生物树脂。优选的，所述电解质为有机盐电解质，所述有机盐电解质为有机羧酸盐，氨基酸盐，有机磺酸盐，有机磷盐，有机铵盐中的至少一种；更优选的，所述有机盐电解质为有机羧酸盐和/或有机磺酸盐。优选的，所述表面活性剂为含硅表面活性剂和/或含氟表面活性剂。优选的，所述含硅表面活性剂为阴离子型有机硅表面活性剂；所述含氟表面活性剂为磺酸盐类氟碳表面活性剂和/或非离子型氟碳表面活性剂。优选的，所述pH调节剂为柠檬酸、酒石酸、草酸、盐酸、硫酸、苯甲酸、水杨酸中的至少一种。相应的、如上述的用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液的制备方法，其包括以下步骤：S1：称取固定含量的磨料加入到固定含量的去离子水中，搅拌均匀，再加入固定含量的电解质和表面活性剂，进一步搅拌均匀；S2：最后加入pH调节剂，调整pH值至2.5-6.0，充分搅拌均匀后，得到所述用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液。本专利技术的有益效果：本专利技术的抛光液，通过引入表面活性物质改性氧化锌晶体含氧表面，大大提高了抛光效率，同时引入合适的电解质以平衡化学与机械抛光之间的作用力，解决了表面橘皮现象，实现后道外延工序所需要的无缺陷超精密表面。本专利技术的电解质适用于促进氧化锌晶体含氧晶面的去除，从而进一步提高了抛光效率。本专利技术的抛光液，用于第三代半导体氧化锌晶体含氧晶面的抛光，抛光表面无坑点、无划伤，提高了氧化锌晶体的表面质量，完全满足后道电子元器件的生产要求。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，所述抛光液由以下原料组成：磨料、电解质、表面活性剂和去离子水；并采用pH调节剂将所述抛光液的pH值调节至2.5-6.0。本专利技术抛光液中，氧化锌晶体含氧晶面在酸性条件下更加利于进行抛光操作，抛光表面质量高。优选的，所述原料中各组分在抛光液中质量百分比为：磨料0.1%wt-40%wt、电解质0.05%wt-5%wt、表面活性剂1%wt-35%wt、余量为去离子水。优选的，所述磨料为氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛中的至少一种。所述磨料为核壳结构的纳米复合颗粒，所述核壳结构的纳米复合颗粒，其内核为氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛中的至少一种，外壳为离子化丙烯酸衍生物树脂。核壳结构的纳米复合颗粒以丙烯酸甲酯作为反应介质，按磨料占丙烯酸甲酯质量的1-20%加入磨料，超声辅助机械搅拌，进行均匀分散；再将单体N,N,N-三甲基甲铵丙烯酸盐及单体1,4-丁二醇二丙烯酸酯按质量比为1：1-5加入至所述反应介质中，通过溶液聚合反应的方式进行反应，得到所述核壳结构的纳米复合颗粒，其外壳为玻璃化温度范围在70-110℃的离子化丙烯酸衍生物树脂。所述单体总合占离子化丙烯酸衍生物树脂总重的3-6%。优选的，所述电解质为有机盐电解质，所述有机盐电解质为有机羧酸盐，氨基酸盐，有机磺酸盐，有机磷盐，有机铵盐中的至少一种；更优选的，所述有机盐电解质为有机羧酸盐和/或有机磺酸盐。优选的，所述表面活性剂为含硅表面活性剂和/或含氟表面活性剂。优选的，所述含硅表面活性剂为阴离子型有机硅表面活性剂；所述含氟表面活性剂为磺酸盐类氟碳表面活性剂和/或非离子型氟碳表面活性剂。磺酸盐类氟碳表面活性剂相对具有更好的耐氧化性，对强酸、电解质敏感性小；非离子型氟碳表面活性剂在水溶液中不电离，由于其在水中不电离，故对PH值稳定性高，受电解质、无机盐的影响也小。优选的，所述pH调节剂为柠檬酸、酒石酸、草酸、盐酸、硫酸、苯甲酸、水杨酸中的至少一种。相应的、如上述的用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液的制备方法，其包括以下步骤：S1：称取固定含量的磨料加入到固定含量的去离子水中，搅拌均匀，再加入固定含量的电解质和表面活性剂，进一步搅拌均匀；S2：最后加入pH调节剂，调整pH值至2.5-6.0，充分搅拌均匀后，得到所述用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液。本专利技术的磨料，优选的是具有核壳结构的纳米复合颗粒；离子化丙烯酸衍生物树脂外壳具有良好的亲水、亲油平衡性，有利于带电量的环境稳定性，易于使磨料粒子表面形成双电层，增加颗粒之间的静电斥力，从而减弱颗粒沉降趋势，提高了磨料在抛光液中的悬浮性和流动性，与表面活性剂的协同作用，进一步提高抛光液在氧化锌晶体氧面的抛光效率；使磨料易于使用，储存时间长，提高了其循环利用的寿命。本专利技术的抛光液，通过引入表面活性物质改性氧化锌晶体含氧表面，大大提高了抛光效率，同时引入合适的电解质以平衡化学与机械抛光之间的作用力，解决本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，其特征在于，所述抛光液由以下原料组成：磨料、电解质、表面活性剂和去离子水；并采用pH调节剂将所述抛光液的pH值调节至2.5-6.0。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，其特征在于，所述抛光液由以下原料组成：磨料、电解质、表面活性剂和去离子水；并采用pH调节剂将所述抛光液的pH值调节至2.5-6.0。


2.如权利要求1所述的用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，其特征在于，所述原料中各组分在抛光液中质量百分比为：磨料0.1%wt-40%wt、电解质0.05%wt-5%wt、表面活性剂1%wt-35%wt、余量为去离子水。


3.如权利要求1所述的用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，其特征在于，所述磨料为氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛中的至少一种。


4.如权利要求1所述的用于氧化锌晶体氧面抛光的抛光液，其特征在于，所述电解质为有机盐电解质，所述有机盐电解质为有机羧酸盐，氨基酸盐，有机磺酸盐，有机磷盐，有机铵盐中的至少一种；优选的，所述有机盐电解质为有机羧酸盐和/或有机磺酸盐。


5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙韬，
申请(专利权)人：宁波日晟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33