[发明专利]一种钽酸锂晶体基片加工方法

说明书

本发明公开了一种钽酸锂晶体基片加工方法，包括切片、倒角、黑化、研磨、粗抛和精抛步骤，在所述粗抛和精抛步骤中采用了钻石抛光液，所述钻石抛光液由钻石微粉、乙二醇、甘油、乙醇氨以及去离子水构成，其PH值在9～11之间，其中钻石微粉含量为20～25%，乙二醇含量为8～15%，甘油含量为3～5%，乙醇氨含量为0.1～0.3%，去离子水含量为60～65%。本发明可以大大提高钽酸锂晶片的表面光洁度、降低其表面粗糙度，消除应力，达到镜面抛光效果，从而降低节约生产成本和提高产品的合格率。

技术领域

本发明涉及半导体器件的加工方法领域，特别是一种钽酸锂晶体基片的加工方法。

背景技术

钽酸锂是一种典型的多功能单晶体材料，其熔点为1670℃，硬度为莫氏5．5，密度为7．459g/cm³。其介电常数ε₁₁/ε₀为51．7、ε₃₃/ε₀为44．5，压电应变常数d₂₂为2．4X10^-11C／N、d₃₃为0．8×10^-11C／N，热膨胀系数(a)16．1×10^-5／℃、(c)4．1×10^-8/℃，典型方向为X，Z，Y36°，Y42°。它具有机电耦合系数大、低损耗、高温稳定性和高频性能好等优良的压电、电光和热电性能。随着移动通讯、信息产业的迅速发展，钽酸锂晶片越来越广泛地应用于制造高频、中频带宽、低插入损耗、高频率稳定和小型化声表面波和体波器件如声表面波滤波器、谐振器等。

为了获得高性能的电子元件，要求钽酸锂晶片表面晶格完整，具有极高的平面度和无损伤超平滑表面且无晶向偏差。即使抛光表面存在微小缺陷，都将破坏晶体材料表面性能，甚至导致结晶构造的变化，影响元件的频率精度和频率稳定性。钽酸锂单晶材料属典型的硬脆材料，并具有解理性和各向异性等机械力学性能，研磨抛光加工难以获得高平面精度无损伤晶片表面，而且，在抛光过程中所用的抛光液为普通的纳米级抛光液，不仅使得加工时间较长，而且得到的钽酸锂的表面平整度差（一般在50纳米以上）、光洁度也不好，达不到镜面效果。导致客户端成品率低，增大了客户端的生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提本发明提供了一种钽酸锂晶体基片加工方法，可以大大提高钽酸锂晶片的表面光洁度、降低其表面粗糙度，消除应力，达到镜面抛光效果，从而降低节约生产成本和提高产品的合格率。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种钽酸锂晶体基片加工方法，包括切片、倒角、黑化、研磨、粗抛和精抛步骤，在所述粗抛和精抛步骤中采用了钻石抛光液，所述钻石抛光液由钻石微粉、乙二醇、甘油、乙醇氨以及去离子水构成，其PH值在9～11之间，其中钻石微粉含量为10%，乙二醇含量为13%，甘油含量为4%，乙醇氨含量为0.2%，去离子水含量为72.8%或钻石微粉含量为13%，乙二醇含量为10%，甘油含量为3.5%，乙醇氨含量为0.3%，去离子水含量为73.2%，具体步骤如下：

1) 切片：在钢线线速为400～1000m/min，温度为22℃±2℃的条件下，利用切片机将钽酸锂晶棒切成厚度为270微米～280微米左右的晶片；

2) 倒角：在砂轮转速为600～800rpm/min，温度为22℃±2℃的条件下，利用倒角机将钽酸锂晶片直角处倒成R0.1左右的圆角；

3) 黑化：在氮气流量为6～10L/min，温度为450℃±2℃的条件下，利用退火炉将钽酸锂晶片进行还原处理；

4) 研磨：在压力为20～60KG，温度为22℃±2℃的条件下，利用研磨机将钽酸锂晶片的厚度由270微米～280微米减薄至220微米～230微米，粗糙度为0.2微米左右，厚度均匀性在3微米以内；