本發明設計了一種用于氧化鎵晶體的防解理加工方法，屬于半導體材料的加工領域。

背景技術：

氧化鎵（β-Ga2O3）被認為是一種新型的第四代寬禁帶氧化物半導體材料，室溫下的禁帶寬度為4.8-4.9 eV，具有透明導電、與GaN晶格失配小、成本低等優點，在深紫外光電器件、LED、功率器件等領域都有重大的應用前景。

β-Ga2O3為單斜晶體結構，其中a軸和c軸夾角為104°，存在（100）和（001）解理面，在加工過程中晶體很容易沿著解理面開裂。氧化鎵晶體在切割之后，晶片表面會留下切割刀痕和微裂紋，通常先采用游離磨料研磨工藝快速消除刀痕、減少損傷層厚度和改善面型精度，隨后采用金剛石磨料對其進行機械拋光，最后采用化學機械拋光工藝獲得無損傷平坦化表面。在傳統的晶體加工過程中，為了獲得合適的材料去除率，必須對晶片施加一定的壓力，因此，采用傳統的加工工藝對氧化鎵進行加工時，晶體很容易發生開裂，從而降低加工成品率。

技術實現要素：

鑒于現有技術的狀況及存在的不足，本發明提出一種用于氧化鎵晶體的防解理加工方法，相比傳統的加工工藝，簡化工序步驟，減少工件因移動破碎的風險，能夠獲得更好的晶片厚度一致性、表面質量和加工效率，同時可以有效的防止晶體在加工過程中發生開裂。

本發明為實現上述目的，所采用的技術方案是：一種用于氧化鎵晶體的防解理加工方法，其特征在于，步驟如下：

將陶瓷盤加熱到100度，均勻涂上黃蠟，將一片2英寸氧化鎵切割單晶片粘貼在陶瓷盤中心上，冷卻至室溫，將陶瓷盤表面殘余的蠟清洗干凈，打開橫向減薄機，把貼好氧化鎵的陶瓷盤真空吸附在工件臺上；

第一步，先使用2000#樹脂金剛石砂輪，將金剛石砂輪最外緣調整到過陶瓷盤的中心1mm，設置工藝參數，工件轉速150-200r/min、轉速方向為順時針，金剛石砂輪轉速300-400r/min、轉速方向為順時針，進給速度0.5-1μm/min，冷卻液流量500ml/min，去除量30μm；

首先打開冷卻液，冷卻液體積配比是純水：雙氧水：質量分數30%鹽酸=10:0.5:0.01，共配置20L，直接排放，不循環使用，啟動金剛石砂輪轉速，再啟動工件轉速，當工件到達結束位置時，金剛石砂輪和工件的轉速均保持不變，空轉時間為60s，對表面進行磨削修復，這樣有利于減少晶片表面的損傷，提高表面質量；

第二步、再使用10000#樹脂氧化鈰金剛石砂輪，將金剛石砂輪最外緣調整到過陶瓷盤的中心1mm，設置工藝參數，工件轉速300-400r/min、轉速方向順時針，金剛石砂輪（2）轉速600-800r/min、轉速方向為順時針，進給速度0.05-0.1μm/min，冷卻液流量800ml/min，去除量10μm；

首先打開冷卻液，冷卻液液體積配比是純水：雙氧水：質量分數30%鹽酸=10:1:0.01，共配置20L，直接排放，不循環使用，啟動金剛石砂輪轉速，再啟動工件轉速，當工件到達結束位置時，金剛石砂輪和工件的轉速均保持不變，空轉時間為60s，工藝結束后將陶瓷盤取下來，進行清洗，減薄工藝完成，最終測量，晶片的Ra≤1nm，TTV≤2μm。

本發明具有以下有益效果：

使用減薄機，配上不同材質和型號的金剛石砂輪，調整金剛石砂輪和工件中的轉速方向和轉速比，采用較低的進給速度，從而大大降低晶片發生解理的風險。總之，在保證加工效率的前提下，解決了加工過程中晶體解理的問題，并有效的防止了晶體在加工過程中發生開裂，大大提高了晶片表面質量。

附圖說明

圖1為本發明金剛石砂輪、陶瓷盤、單晶片加工時的位置示意圖。

具體實施方式

該減薄工藝的具體實施方式如下：

一種用于氧化鎵晶體的防解理加工方法，步驟如下：

將陶瓷盤3加熱到100度，均勻涂上黃蠟，將一片2英寸氧化鎵切割單晶片1粘貼在陶瓷盤3中心上，冷卻至室溫，將陶瓷盤3表面殘余的蠟清洗干凈，打開橫向減薄機，把貼好氧化鎵的陶瓷盤3真空吸附在工件臺上；

第一步，先使用2000#樹脂金剛石金剛石砂輪2，將金剛石砂輪2最外緣調整到過陶瓷盤3的中心1mm，如圖1所示，設置工藝參數，工件轉速150-200r/min、轉速方向為順時針，金剛石砂輪2轉速300-400r/min、轉速方向為順時針，進給速度0.5-1μm/min，冷卻液流量500ml/min，去除量30μm。

首先打開冷卻液，冷卻液體積配比是純水：雙氧水：質量分數30%鹽酸=10:0.5:0.01，共配置20L，直接排放，不循環使用，啟動金剛石砂輪2轉速，再啟動工件轉速，當工件到達結束位置時，金剛石砂輪2和工件的轉速均保持不變，空轉時間為60s，對表面進行磨削修復，這樣有利于減少晶片表面的損傷，提高表面質量。

第二步、再使用10000#樹脂氧化鈰金剛石砂輪2，將金剛石砂輪2最外緣調整到過陶瓷盤3的中心1mm，設置工藝參數，工件轉速300-400r/min、轉速方向順時針，金剛石砂輪2轉速600-800r/min、轉速方向為順時針，進給速度0.05-0.1μm/min，冷卻液流量800ml/min，去除量10μm。

首先打開冷卻液，冷卻液體積配比是純水：雙氧水：質量分數30%鹽酸=10:1:0.01，共配置20L，直接排放，不循環使用，啟動金剛石砂輪2轉速，再啟動工件轉速，當工件到達結束位置時，金剛石砂輪2和工件的轉速均保持不變，空轉時間為60s，工藝結束后將陶瓷盤3取下來，進行清洗，減薄工藝完成，最終測量，晶片的Ra≤1nm，TTV≤2μm。

在第一步和第二步中，往冷卻液中添加一定濃度的雙氧水是為防止氧化鎵沿著解理面破碎，晶片表面與冷卻液會發生化學反應，生成較軟的新物質，金剛石砂輪2對新生成的物質進行去除，而對氧化鎵表面的損傷較小，Ra≤1nm，TTV≤2μm，可以大大減少后續化學機械拋光的去除量，減小晶片解理的風險。