【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料制备，尤其涉及一种晶体的表面加工设备。
技术介绍
1、多数半导体材料均为硬质材料，例如碳化硅单晶材料由于具有宽禁带宽度、高热导率、高击穿场强，被广泛应用于电动汽车、光伏、射频通信等领域，是最重要的第三代半导体材料和器件。
2、碳化硅器件必须经过晶体生长、侧表面加工、基准面加工、切片、抛光、外延、离子注入、刻蚀等非常复杂的生长流程才能完成，目前国内外一般采用物理气相传输法或液相法生长获得碳化硅晶锭，将生长后的原始碳化硅晶锭做侧表面加工后才能形成几何形状呈现圆形规则的碳化硅晶棒，再将上述碳化硅晶棒加工出符合半导体标准的基准面，后续再将上述加工后的带有基准面的碳化硅晶棒切割成一定厚度的碳化硅晶片，经过研磨抛光后制造出合格的碳化硅衬底产品，经外延刻蚀等工艺制成碳化硅器件，用于电动汽车、5g射频通信、消费电子产品等领域。
3、碳化硅晶锭的侧表面加工和基准面加工是制造碳化硅衬底必不可少的工序之一。目前行业中普遍采用高精度机械磨床，利用莫氏硬度为十级的金刚石砂轮对碳化硅晶锭侧表面外圆做磨削加工，由于碳化硅硬度高，莫氏9.5级，接近金刚石硬度，因此金刚石砂轮消耗巨大，加工效率低，一个6英寸碳化硅晶锭侧表面滚圆加工时间约8-9小时，高质量超精细金刚石砂轮需要进口，成本很高。
4、此外，碳化硅砂轮滚圆过程中金刚石砂轮对碳化硅晶锭产生很大的垂直机械挤压力，容易导致作为脆性材料的碳化硅晶锭开裂报废。
5、碳化硅的基准面加工一般采用金刚石砂轮在高精度平面磨床上加工，6英寸标准晶锭基准
6、可见，目前的碳化硅等硬质晶锭的侧表面和基准面的加工存在无法连续加工、加工效率低下以及去除物的污染和浪费的问题，急需一种更加先进的侧表面和基准面加工设备及工艺。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种晶体的表面加工设备。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术提供一种晶体的表面加工设备，包括承载模块和加工模块，所述承载模块用于承载硬质晶锭，所述加工模块能够与所述承载模块发生相对运动，用于对所述硬质晶锭进行加工；
4、所述加工模块包括金刚线单元、切削液泵浦单元和超声单元；
5、所述金刚线单元能够驱使金刚线沿着轴向方向运动以对所述硬质晶锭进行加工；所述切削液泵浦单元能够持续地向所述金刚线表面泵送切削液，且使所述切削液在所述金刚线的表面附着流动形成流束；所述超声单元与所述切削液接触，用于向所述流束中施加超声波。
6、基于上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
7、本专利技术所提供的加工设备利用金刚线切割的方式完成硬质晶锭的侧表面和基准面的加工，在线切割过程中，泵送切削液形成流束，并利用超声单元直接向流束中施加超声，显著提高超声能量的聚焦程度，辅助完成切削加工，且避免了对金刚线直接施加超声带来的加工误差和表面质量问题。
8、此外，采用本专利技术所提供的技术方案，还避免了磨削形成的硬质材质粉末的污染和浪费问题，显著提高了材料利用率。
9、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
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1.一种晶体的表面加工设备，包括承载模块和加工模块，所述承载模块用于承载硬质晶锭，所述加工模块能够与所述承载模块发生相对运动，用于对所述硬质晶锭进行加工；
2.根据权利要求1所述的表面加工设备，其特征在于，所述金刚线沿重力方向运动，且所述切削液泵浦单元的出液通道以及所述超声单元设置于所述金刚线的切割位置的上方，所述出液通道和超声单元设置有多组，且以所述金刚线为轴呈旋转对称分布。
3.根据权利要求2所述的表面加工设备，其特征在于，所述切削液泵浦单元包括第一出液通道和第二出液通道，所述超声单元包括第一超声波发生器和第二超声波发生器，所述第一超声波发生器与所述第一出液通道配合设置，所述第二超声波发生器与所述第二出液通道配合设置，所述第一出液通道与第二出液通道以所述金刚线为轴相对设置，且出液方向均指向所述金刚线。
4.根据权利要求2或3所述的表面加工设备，其特征在于，所述出液通道的出口与所述硬质晶锭的间距为3-5mm。
5.根据权利要求2所述的表面加工设备，其特征在于，所述切削液泵浦单元还包括切削液回收器，所述切削液回收器设置于所述金刚线的
6.根据权利要求1所述的表面加工设备，其特征在于，所述金刚线的表面嵌有金刚石颗粒，所述金刚石颗粒的粒径为3-12μm；
7.根据权利要求6所述的表面加工设备，其特征在于，所述金刚线的直径为0.45-0.90mm。
8.根据权利要求1所述的表面加工设备，其特征在于，所述承载模块包括具有至少两个运动自由度的精密移动平台，所述精密移动平台包括固定部和移动部，所述硬质晶锭能够固定于所述移动部上，且至少两个所述自由度与所述硬质晶锭的几何轴心呈垂直交叉设置；
9.根据权利要求8所述的表面加工设备，其特征在于，所述精密移动平台包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道固定设置，所述第二轨道与所述第一轨道垂直交叉，且与所述第一轨道滑动配合，能够被驱动沿所述第一轨道的延伸方向平移；所述硬质晶锭固设于所述第二轨道上，能够被驱动沿所述第二轨道的延伸方向平移。
10.根据权利要求1所述的表面加工设备，其特征在于，所述金刚线为首尾相接的环形；
...【技术特征摘要】
1.一种晶体的表面加工设备，包括承载模块和加工模块，所述承载模块用于承载硬质晶锭，所述加工模块能够与所述承载模块发生相对运动，用于对所述硬质晶锭进行加工；
2.根据权利要求1所述的表面加工设备，其特征在于，所述金刚线沿重力方向运动，且所述切削液泵浦单元的出液通道以及所述超声单元设置于所述金刚线的切割位置的上方，所述出液通道和超声单元设置有多组，且以所述金刚线为轴呈旋转对称分布。
3.根据权利要求2所述的表面加工设备，其特征在于，所述切削液泵浦单元包括第一出液通道和第二出液通道，所述超声单元包括第一超声波发生器和第二超声波发生器，所述第一超声波发生器与所述第一出液通道配合设置，所述第二超声波发生器与所述第二出液通道配合设置，所述第一出液通道与第二出液通道以所述金刚线为轴相对设置，且出液方向均指向所述金刚线。
4.根据权利要求2或3所述的表面加工设备，其特征在于，所述出液通道的出口与所述硬质晶锭的间距为3-5mm。
5.根据权利要求2所述的表面加工设备，其特征在于，所述切削液泵浦单元还包括切削液回收器，所述切削液回收器...
【专利技术属性】
技术研发人员：周国清，
申请(专利权)人：江苏第三代半导体研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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