一种碲锌镉单晶多线切割砂浆及切割工艺制造技术

本发明专利技术属于晶体切割技术领域，公开了一种碲锌镉单晶多线切割砂浆及切割工艺。所述切割砂浆由碳化硅粉和切削液组成，切削液组成如下：聚乙二醇30

【技术实现步骤摘要】
一种碲锌镉单晶多线切割砂浆及切割工艺


[0001]本专利技术属于晶体切割
，具体涉及一种碲锌镉单晶多线切割砂浆及切割工艺。

技术介绍

[0002]碲锌镉是宽禁带II
‑
VI族化合物半导体，可以看作是CdTe和ZnTe固溶而成的一种三元化合物半导体，具有原子序数大、禁带宽度大、电阻率高等优异的性能。通过调整碲锌镉中的Zn含量调制不同晶格常数的碲锌镉，使其与任意组分的碲镉汞(HgCdTe)材料的完全匹配，实现准同质外延，降低由于晶格失配造成的缺陷。
[0003]碲锌镉硬度低、脆性大，因此晶体的加工比较困难。单晶碲锌镉变成碲锌镉晶片是一道重要的工序，目前晶体切割通常采用内圆切割方式。但是，不仅刀片刃口的厚度使得晶片切割的损耗较大，而且内圆锯取片过程会发生震动，很难取薄片，极易造成晶体的浪费。碲锌镉晶体比较昂贵，因此，提高单位长度晶体的出片数量成为关注的焦点。在晶体的加工过程中，切片的质量直接影响晶片的后续加工工序和最终的产品质量。同时，如何获得无锯纹、较好的平整度参数、较浅的损伤层是目前亟需解决的问题。
[0004]多线切割是一种通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入半导体加工区域进行研磨，将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片薄片的一种新型切割加工方法。数控多线切割机已逐渐取代了传统的内圆切割，目前主要用于硅片的切割加工。
[0005]如中国专利申请CN101979235A公开了一种多线切割机分段切割碳化硅晶体的方法。多线切割机的切割线采用直径100微米到150微米的钢线，砂浆采用5微米粒径的金刚石微粉与切削油的混合体，利用钢线高速运动携带砂浆对由工作台进给的碳化硅晶体进行磨削切割，具体步骤为：(1)粘接：粘接晶体，将待切割碳化硅晶体柱头尾相接粘接，固定在多线切割机的工作台上；(2)绕线：校准切割机张力后，将切割钢线均匀布满在多线切割机的绕线槽轮上；(3)设定切割速度、喷浆量、钢线张力和热机时间；(4)安装砂浆防护挡板，使多线切割机进入切割状态；(5)切割结束，从工作台上移出切割好的碳化硅晶片。专利CN112045874A公开了一种适用于半导体单晶硅片多线切割的工艺，使用多根52线对单晶硅棒进行切片，所述多根52线的进给速度V1为0.35～1.00mm/min，所述多根52线的切割速度V2为1300～1400m/min，所述单晶硅棒的直径为3～5寸，所述多根52线出线端拉力N1为8牛，所述多根52线的收线端拉力N2为8～8.5牛，所述多根52线的切割温度为19～21℃，通过使用52线进行切割，从而减少对单晶硅棒原材料的浪费。
[0006]然而，碲锌镉单晶与上述多线切割的碳化硅晶体及单晶硅在硬度、脆性方面具有显著差异(碲锌镉的莫氏硬度为2.3，是典型的软脆晶体；碳化硅的莫氏硬度为9.5)，如何开发出适合碲锌镉单晶多线切割的切割砂浆及切割工艺具有显著的意义。针对不同的切割材料设计特定的切割砂浆及合理可靠的切割工艺参数对于多线切割的效果(平整度高、表面损伤层低)而言很关键。
[0007]中国专利申请CN105690585A公开了一种钽酸镓镧晶体的多线切割工艺，包括以下
步骤：检查多线切割机的切割线并调整好切割线间的距离，调试多线切割机，将钽酸镓镧晶体固定到多线切割机的工作台上；采用多线切割机切割钽酸镓镧晶体，将工作台下降至金刚石线网平面上方1
‑
2mm处，依次启动切削液泵、摇摆和工作台，进行切割，得钽酸镓镧晶片；将切割好的钽酸镓镧晶片粗品放入碱液中加热，使钽酸镓镧晶片粗品与胶水脱离，超声波清洗，烘干，得钽酸镓镧晶片。中国专利申请CN 105273823 A公开了一种多线硅片切割水溶性切削液及其制备方法，该多线硅片切割水溶性切削液的各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：30
‑
40％渗透剂、7
‑
15％的表面活性剂、10
‑
15％的润滑剂、20
‑
30％分散剂和余量的水组成。该切削液不仅具有良好的侵润性和排屑能力，能够满足整个切割过程对切割液的质量要求和技术标准，且保证了杰出的润滑性和冷却性能。
[0008]上述现有技术虽然对钽酸镓镧晶体的多线切割工艺和多线硅片切割的切削液进行了特定的研究和设计，但目前仍未有针对碲锌镉单晶多线切割砂浆及切割工艺的技术公开。

技术实现思路

[0009]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种碲锌镉单晶多线切割砂浆。
[0010]本专利技术的另一目的在于提供一种采用上述砂浆对碲锌镉单晶进行多线切割的工艺。采用本专利技术的多线切割砂浆配合特定的切割工艺参数，可以获得平整度高、表面损伤层低的碲锌镉切割片。具有成本低、切割速度快等优点。
[0011]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0012]一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，由碳化硅粉和切削液组成，所述切削液的成分和重量比组成如下：聚乙二醇30％
‑
90％、碱性物质5％
‑
10％、渗透剂1％
‑
5％、活性剂0.5％
‑
5％、螯合剂0.5％
‑
5％、去离子水0
‑
55％、催化剂0.01％
‑
0.1％和氧化剂0.5％
‑
2％。
[0013]进一步地，所述聚乙二醇为聚乙二醇200
‑
6000。
[0014]进一步地，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾等。碱性物质在本专利技术的作用是与氧化物反应加快切割速率。
[0015]进一步地，所述渗透剂为耐碱渗透剂。如AEP98或者市面上常见的耐碱渗透剂。耐碱渗透剂在本专利技术的作用是增加碱性条件下的渗透能力，增强氧化物的稳定性。
[0016]进一步地，所述活性剂为十二烷基苯磺酸钠。活性剂在本专利技术的作用是改变界面性质，加快切片速率。
[0017]进一步地，所述螯合剂为柠檬酸钠、乳酸钠、水杨酸钠等。螯合剂在本专利技术中的作用是增大离子的溶解性。
[0018]进一步地，所述催化剂为铂、硫酸亚铁、氯化亚铁、氧化镍、醋酸钯等。催化剂在本专利技术中的作用是促进化学反应速率。
[0019]进一步地，所述氧化剂为双氧水、次氯酸钠等。氧化剂在本专利技术中的作用是氧化碲锌镉，加快切割速率。
[0020]进一步地，所述碳化硅粉和切削液组成的质量体积比为5
‑
10Kg碳化硅粉：4
‑
10L切削液。
[0021]一种采用上述砂浆对碲锌镉单晶进行多线切割的工艺，包括如下步骤：
[0022](1)按聚乙二醇30％
‑
90％、碱性物质5％
‑
10％、渗透剂1％
‑
5％、活性剂0.5％
‑
5％、螯合剂0.5％
‑
5％、去离子水0
‑
55％、催化剂0.01％
‑
0.1％、氧化剂0.5％...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，由碳化硅粉和切削液组成，所述切削液的成分和重量比组成如下：聚乙二醇30％
‑
90％、碱性物质5％
‑
10％、渗透剂1％
‑
5％、活性剂0.5％
‑
5％、螯合剂0.5％
‑
5％、去离子水0
‑
55％、催化剂0.01％
‑
0.1％和氧化剂0.5％
‑
2％。2.根据权利要求1所述的一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇200
‑
6000。3.根据权利要求1所述的一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，所述渗透剂为耐碱渗透剂。5.根据权利要求1所述的一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，所述活性剂为十二烷基苯磺酸钠。6.根据权利要求1所述的一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，所述螯合剂为柠檬酸钠、乳酸钠、水杨酸钠中的至少一种。7.根据权利要求1所述的一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，所述催化剂为铂、硫酸亚铁、氯化亚铁、氧化镍、醋酸钯中的至少一种。8.根据权利要求1所述的一种碲锌镉单晶多线切割砂浆，其特征在于，所述氧化剂为次氯酸钠或双氧水。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋向荣，刘火阳，马金峰，周铁军，唐林锋，廖和杰，
申请(专利权)人：广东先导微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：