【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种应用于金刚石衬底的粗抛液及其制备方法。
技术介绍
1、在半导体和光电子行业中，金刚石因其优异的热导率、硬度和化学稳定性，被广泛应用于衬底材料。然而，由于金刚石的极高硬度和脆性，其加工尤其是抛光过程一直是行业中的技术难题。高质量的金刚石衬底对于提升器件性能和可靠性至关重要，因此，研发高效的金刚石抛光技术具有重要的产业价值。
2、现有技术中，金刚石衬底的抛光通常依赖于机械抛光和化学机械抛光（cmp）相结合的方法；然而，这些方法在提升抛光效率和表面质量方面仍存在显著不足。一个核心技术问题是磨料在抛光液中的分散性不佳，导致抛光不均匀，进而影响衬底的表面光滑度和加工精度。这种不均匀性常常导致磨料聚集，形成划痕或表面缺陷，限制了金刚石衬底在高精度应用中的使用。
3、鉴于此，需要对现有技术中的金刚石衬底的抛光材料加以改进，以解决抛光材料的分散性和均匀性较差的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种应用于金刚石衬底的粗抛液及其制备方法，解决以上的技术问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，包括：
4、选择纳米级氧化铝或碳化硅作为磨料基材，将所述磨料基材与硅烷偶联剂混合，超声波反应器中通过超声波辅助下进行化学改性，在所述磨料基材的表面包覆形成有功能性层的改性磨料；
5、将获得的所述改性磨料加入到搅拌容器中，加入去离子水进
6、在超声波搅拌过程中，通过在线粒度分析仪实时监测所述改性磨料在抛光液中的粒径分布情况，根据实时监测的粒径分布情况，自动调节超声波功率和处理时间；
7、采用逐步滴定法向抛光液中添加ph调节剂，将ph值调整至6-9范围内；
8、通过微滤膜对抛光液进行过滤，去除未分散的颗粒和杂质，获得抛光液成品。
9、可选的，所述选择纳米级氧化铝或碳化硅作为磨料基材，将所述磨料基材与硅烷偶联剂混合，超声波反应器中通过超声波辅助下进行化学改性，在所述磨料基材的表面包覆形成有功能性层的改性磨料，具体包括：
10、选择纳米级氧化铝或碳化硅作为磨料基材，并对所述磨料基材的表面进行等离子活化的预处理；
11、将预处理后的磨料基材与预设的硅烷偶联剂按照第一预设质量比进行混合，使硅烷偶联剂均匀覆盖于磨料基材的表面；
12、将磨料基材与硅烷偶联剂的混合物置于超声波反应器中，在超声波辅助下进行化学改性反应，制得改性磨料；其中，化学改性反应条件为反应温度在25-60℃范围内，反应时间在2-4小时。
13、可选的，所述将磨料基材与硅烷偶联剂的混合物置于超声波反应器中，在超声波辅助下进行化学改性反应，制得改性磨料，之后还包括：
14、在化学改性反应完成后，采用离心分离的方法将改性磨料与未反应的硅烷偶联剂分离；
15、使用去离子水对改性磨料进行多次洗涤，以去除未反应的硅烷偶联剂；
16、将洗涤后的改性磨料在真空干燥箱中于80-120℃条件下干燥12-24小时，以形成具有功能性层的改性磨料。
17、可选的，所述将获得的所述改性磨料加入到搅拌容器中，加入去离子水进行初步分散形成磨料分散液，之后将氧化剂和分散剂按预设比例加入磨料分散液中，采用超声波进行搅拌形成抛光液，具体包括：
18、将获得的改性磨料按照第二预设质量比量取，并缓慢加入到具备搅拌容器中，向搅拌容器中缓慢加入预先冷却至4-10℃的去离子水，同时将温度维持在15-25℃范围内，进行初步分散形成磨料分散液；
19、按照预设的摩尔比例加入氧化剂和分散剂；其中，所述氧化剂为过氧化氢，所述分散剂为生物基聚合物；
20、采用双频超声波装置对磨料分散液进行超声波辅助搅拌，形成抛光液；反应条件设定为低频20-40 khz和高频100-200 khz交替作用，超声波处理时间为30-60分钟。
21、可选的，在超声波搅拌过程中，通过在线粒度分析仪实时监测所述改性磨料在抛光液中的粒径分布情况，根据实时监测的粒径分布情况，自动调节超声波功率和处理时间，具体包括：
22、在超声波搅拌过程中，采用激光散射粒度仪对抛光液进行实时粒径分布监测；
23、设置预设的粒径分布标准参数，所述粒径分布标准参数包括粒径范围、平均粒径及粒径分布宽度；
24、通过控制系统将在激光散射粒度仪的监测的粒径分布数据传输至中央控制单元，中央控制单元基于内置的反馈控制算法，分析粒径分布数据与所述粒径分布标准参数的偏差；
25、当实时监测的粒径分布数据偏离所述粒径分布标准参数时，控制系统根据偏差值设置所述双频超声波装置的功率输出的调整策略；
26、根据功率输出的调整策略，自动调节超声波功率和处理时间。
27、可选的，所述控制系统根据偏差值设置所述双频超声波装置的功率输出的调整策略，具体包括：
28、定义实时监测的粒径分布偏差δd，其中δd = d_actual - d_target；d_actual为实时监测得到的平均粒径，d_target为预设的粒径分布标准参数；
29、根据粒径偏差δd的大小和方向，制定超声波功率输出的调整策略；
30、建立超声波功率调整量δp与粒径偏差δd的函数关系，采用线性模型δp = k_p× δd；其中，δp为超声波功率调整量，k_p为功率调整系数；
31、分别计算低频和高频超声波的功率调整量δp_low和δp_high，设定调整比例系数β，δp_low = β × δp，δp_high = (1 - β) × δp。
32、可选的，所述采用逐步滴定法向抛光液中添加ph调节剂，将ph值调整至6-9范围内，具体包括：
33、在搅拌容器安装在线ph监测仪器，对抛光液的ph值进行实时监测；
34、选取弱酸性或弱碱性ph调节剂，所述ph调节剂为无机酸或无机碱；
35、通过自动滴定装置采用逐步滴定法进行滴定，逐步滴定法包括将ph调节剂初始滴加速度设定为较高值，之后以预设的恒定微小流速逐滴加入抛光液中；
36、在滴定过程中，通过在线ph监测仪器实时获取抛光液的ph值变化趋势，根据ph值接近目标范围的程度，动态调整ph调节剂的滴加速度和滴加量；动态调整过程具体包括：
37、当ph值与目标范围差值较大时，维持较高的滴加速度；
38、当ph值逐渐接近目标范围下限或上限时，逐步降低滴加速度。
39、本专利技术还提供了一种应用于金刚石衬底的粗抛液，采用如上所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法制得，所述粗抛液包括：
40、改性磨料，所述改性磨料由纳米级氧化铝或碳化硅作为磨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述选择纳米级氧化铝或碳化硅作为磨料基材，将所述磨料基材与硅烷偶联剂混合，超声波反应器中通过超声波辅助下进行化学改性，在所述磨料基材的表面包覆形成有功能性层的改性磨料，具体包括：
3.根据权利要求2所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述将磨料基材与硅烷偶联剂的混合物置于超声波反应器中，在超声波辅助下进行化学改性反应，制得改性磨料，之后还包括：
4.根据权利要求1所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述将获得的所述改性磨料加入到搅拌容器中，加入去离子水进行初步分散形成磨料分散液，之后将氧化剂和分散剂按预设比例加入磨料分散液中，采用超声波进行搅拌形成抛光液，具体包括：
5.根据权利要求4所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，在超声波搅拌过程中，通过在线粒度分析仪实时监测所述改性磨料在抛光液中的粒径分布情况，根据实时监测的粒径分布情况，自动调节超声波功
6.根据权利要求4所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述控制系统根据偏差值设置所述双频超声波装置的功率输出的调整策略，具体包括：
7.根据权利要求1所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述采用逐步滴定法向抛光液中添加pH调节剂，将pH值调整至6-9范围内，具体包括：
8.根据权利要求7所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，pH动态调整过程具体包括：
9.一种应用于金刚石衬底的粗抛液，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法制得，所述粗抛液包括：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述选择纳米级氧化铝或碳化硅作为磨料基材，将所述磨料基材与硅烷偶联剂混合，超声波反应器中通过超声波辅助下进行化学改性，在所述磨料基材的表面包覆形成有功能性层的改性磨料，具体包括：
3.根据权利要求2所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述将磨料基材与硅烷偶联剂的混合物置于超声波反应器中，在超声波辅助下进行化学改性反应，制得改性磨料，之后还包括：
4.根据权利要求1所述的应用于金刚石衬底的粗抛液的制备方法，其特征在于，所述将获得的所述改性磨料加入到搅拌容器中，加入去离子水进行初步分散形成磨料分散液，之后将氧化剂和分散剂按预设比例加入磨料分散液中，采用超声波进行搅拌形成抛光液，具体包括：
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘胥冠，陈斌，陈冬莉，毛小耒，罗向阳，
申请(专利权)人：深圳中机新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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