專利名稱：拋光液及應用該拋光液對CdS晶片拋光的拋光方法
技術領域：
本發(fā)明涉及晶體材料加工技術領域，尤其涉及拋光液及應用該拋光液對CdS晶片拋光的拋光方法。
背景技術：
II一VI族單晶材料是優(yōu)良的探測器材料和激光材料，CdS是直接躍進II一VI族化合物半導體，它是一種較好的窗口材料和過渡層材料，常用來制作光化學催化、半導體器件、發(fā)光器件、激光和光敏傳感器。CdS可以制作紫外探測器，又是良好的紅外窗口材料，因此被用于導彈的紅外或紫外雙色制導。因此，對CdS單晶材料研究有著很高的應用前景和
軍事意義。 CdS單晶的表面質量與其器件的性能密切相關，但是現有的CdS單晶拋光處理后的CdS單晶表面粗糙度大，拋光效果不好。

發(fā)明內容
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種拋光液及應用該拋光液對CdS晶片拋光的拋光方法，用以解決現有技術中CdS單晶拋光處理后的CdS單晶表面粗糙度大，拋光效果不好的問題。本發(fā)明的目的主要是通過以下技術方案實現的一種用于化學機械拋光的拋光液，所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括納米磨料5 10wt%,氧化劑為I. 5^3wt%,表面活性劑O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為2(T50nm，PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括納米磨料I飛wt%，氧化劑為O. 5 I. 5wt%，表面活性劑O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為l(T30nm，PH值為9. 5。優(yōu)選地，所述納米磨料包括二氧化硅，或者二氧化硅和氧化鈰的混合物，當所述納米磨料為二氧化硅和氧化鈰時，二氧化硅與氧化鈰的重量比例大于4:1。優(yōu)選地，PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I :廣5，所述無機溶液為氫氧化鉀和氫氧化鈉中的一種或兩種，所述有機溶液為三異丙醇胺和三乙醇胺中的一種或兩種混合物。優(yōu)選地，所述氧化劑為次氯酸鈉或者是次氯酸鈉和雙氧水的混合物，當所述氧化劑為次氯酸鈉和雙氧水的混合物時，次氯酸鈉與雙氧水的體積比例大于5: I。優(yōu)選地，所述表面活性包括脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺和多元醇中的一種或多種混合物。本發(fā)明還提供了一種應用上面所述的拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；
其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為6(Tl20g/cm2，轉速6(Tl00轉/分鐘，對應拋光液的流量5 100ml/min。優(yōu)選地，所述粗拋的拋光液的流量為5(Tl00ml/min。 優(yōu)選地,所述精拋的拋光液的流量為5"l0ml/min。優(yōu)選地，所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIWEL N0054型合成革拋光墊。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明提供的一種拋光液及應用該拋光液對CdS晶片拋光的拋光方法，采用兩步拋光步驟，分別是粗拋和精拋，整個拋光過程中使用的拋光液除磨料粒徑大小不一樣，其他成分均一樣，所以在拋光只需要更換不同粒徑的磨料，不會引入其他雜質，避免了其他附加操作，拋光工藝簡單，容易操作，使用的拋光液損傷小，易清洗，表面粗糙度小于I·。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。


圖I為本發(fā)明實施例的CdS晶片拋光的拋光方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。實施例I本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括納米磨料5 10wt%,氧化劑為I. 5^3wt%,表面活性劑O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為2(T50nm，PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括納米磨料I飛wt%，氧化劑為O. 5^1. 5wt%,表面活性劑O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為l(T30nm，PH值為9. 5。其中，所述納米磨料包括二氧化硅，或者二氧化硅和氧化鈰的混合物，當所述納米磨料為二氧化硅和氧化鈰時，二氧化硅與氧化鈰的重量比例大于4:1。PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I :廣5，所述無機溶液為氫氧化鉀和氫氧化鈉中的一種或兩種，所述有機溶液為三異丙醇胺和三乙醇胺中的一種或兩種混合物。所述氧化劑為次氯酸鈉或者是次氯酸鈉和雙氧水的混合物，當所述氧化劑為次氯酸鈉和雙氧水的混合物時，次氯酸鈉與雙氧水的體積比例大于5: I。所述表面活性包括脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺和多元醇中的一種或多種混合物。拋光液中的納米磨料主要起到機械摩擦的作用，PH值調節(jié)劑主要調節(jié)拋光液的PH值，選擇無機溶液和有機溶液的復合溶液，其中有機溶液能保持化學作用的穩(wěn)定性，使其PH值穩(wěn)定，使PH值不會隨著時間推移而變化，無機溶液能夠增強拋光液的化學作用。非離子型表面活性劑提高了晶片凹凸選擇比，降低表面張力，減少表面粗糙度，在拋光過程中優(yōu)先吸附在晶片的表面，先把凹處保護起來，使其受到摩擦力小，而凸出的拋光速率快，使其獲得平整、完美的表面。實施例2本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括二氧化硅5wt%，次氯酸鈉為I. 5wt%，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為20nm，PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括二氧化硅lwt%，次氯酸鈉為O. 5wt%，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 01wt%，PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為10nm，PH值為9. 5。
其中，PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，所述無機溶液與所述有機溶液體積比1:1，所述無機溶液為氫氧化鉀，所述有機溶液為三異丙醇胺。所述表面活性為脂肪醇聚氧乙烯醚。實施例3本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括二氧化硅10wt%，次氯酸鈉為3wt%，聚氧乙烯酰胺O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為50nm，PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括二氧化硅5wt%，次氯酸鈉為I. 5wt%，聚氧乙烯酰胺
O.01wt%，PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為30nm，PH值為9. 5。PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I :5，所述無機溶液為氫氧化鉀，所述有機溶液為三異丙醇胺。實施例4本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括二氧化硅和氧化鈰鋁8wt% (二氧化硅和氧化鈰的重量比例大于4:1),次氯酸鈉為2wt%,多元醇O. 01wt%,PH調節(jié)劑,余量為去離子水,粒度為40nm,PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括二氧化硅和氧化鈰f 5wt% (二氧化硅和氧化鈰的重量比例大于4:1),次氯酸鈉為lwt%,多元醇O. 01wt%,PH調節(jié)劑,余量為去離子水,粒度為15nm,PH值為9. 5。PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I :2，所述無機溶液為氫氧化鈉，所述有機溶液為三乙醇胺。實施例5本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括氧化鋁和氧化鈰6wt% (二氧化硅和氧化鈰的重量比例大于4:1),次氯酸鈉為I. 5 3wt%,脂肪醇聚氧乙烯醚O. 01wt%,PH調節(jié)劑,余量為去離子水,粒度為60nm, PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括氧化鋁和氧化鈰3wt% (二氧化硅和氧化鈰的重量比例大于4:1)),次氯酸鈉為O. 5 I. 5wt%,脂肪醇聚氧乙烯醚O. 01wt%, PH調節(jié)劑,余量為去離子水，粒度為25nm，PH值為9. 5。PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I :3，所述無機溶液為氫氧化鉀和氫氧化鈉，所述有機溶液為三異丙醇胺和三乙醇胺。實施例6本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括二氧化硅和氧化鈰共5 10wt%(二氧化硅和氧化鈰的重量比例大于4:1)，次氯酸鈉和雙氧水的混合物為I. 5^3wt% (次氯酸鈉和雙氧水的體積比例大于5:1)，聚氧乙烯酰胺O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為40nm，PH值為9. 5 ；·
所述精拋的拋光液包括二氧化硅和氧化鈰共l 5wt% (二氧化硅和氧化鈰的比例大于4:1)，次氯酸鈉和雙氧水的混合物為O. 5^1. 5wt% (次氯酸鈉和雙氧水的比例大于5:1)，聚氧乙烯酰胺O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為20nm，PH值為9. 5。PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I :4，所述無機溶液為氫氧化鉀和氫氧化鈉，所述有機溶液為三異丙醇胺和三乙醇胺。實施例7本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括二氧化硅和氧化鈰共5wt% (二氧化硅和氧化鈰的重量比例大于4:1)，次氯酸鈉和雙氧水的混合物為I. 5wt% (次氯酸鈉和雙氧水的體積比例大于5:1)，聚氧乙烯酰胺和多元醇0.01wt%，PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為25nm，PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括納米磨料l 5wt% (二氧化硅和氧化鈰的重量比例大于4:1)，次氯酸鈉和雙氧水的混合物為O. 5^1. 5wt%(次氯酸鈉和雙氧水的體積比例大于5:1)，聚氧乙烯酰胺和多元醇O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為25nm，PH值為9. 5。PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I :2，所述無機溶液為氫氧化鉀，所述有機溶液為三異丙醇胺。實施例8本發(fā)明實施例提供了一種用于化學機械拋光的拋光液，該拋光液包括所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括二氧化硅10wt%，次氯酸鈉和雙氧水的混合物為
I.5 3wt%(次氯酸鈉和雙氧水的體積比例大于5:1)，脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺和多元醇O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為35nm，PH值為9. 5 ；所述精拋的拋光液包括二氧化硅5wt%，次氯酸鈉和雙氧水的混合物為O. 5^1. 5wt%(次氯酸鈉和雙氧水的體積比例大于5:1)，脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺和多元醇O. 01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為10nm，PH值為9. 5。PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比1:1，所述無機溶液為氫氧化鉀，所述有機溶液為三異丙醇胺和三乙醇胺。實施例9
本發(fā)明實施例提供了一種應用上述任意一種拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為6(Tl20g/cm2，轉速6(Tl00轉/分鐘，對應拋光液的流量5 100ml/min。本發(fā)明實施例提供的拋光方法兩步拋光，分別是粗拋和精拋，整個拋光過程中使用的拋光液除磨料粒徑大小不一樣，其他成分均一樣，所以在拋光只需要更換不同粒徑的 磨料，不會引入其他雜質，避免了其他附加操作，拋光過程簡單，容易操作，使用的拋光液損傷小，易清洗，可以得到超平整、超完美的硫化鎘單晶片，表面粗糙度小于lnm。實施例10本發(fā)明實施例提供了一種應用上述任意一種拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，參見圖1，該方法包括SlOl、對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進彳丁粗拋；S102、對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋。其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為6(Tl20g/cm2，轉速6(Tl00轉/分鐘。所述粗拋的拋光液的流量為5(Tl00ml/min，粗拋時采用大流量，可以在較短的時間內去除研磨過程中留下的損傷層。所述精拋的拋光液的流量為5 10ml/min，精拋時采用小流量可以獲得高質量的拋
光表面。所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIWEL N0054型合成革拋光墊。實施例11本發(fā)明實施例提供了一種應用上述任意一種拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為80g/cm2，轉速80轉/分鐘。所述粗拋的拋光液的流量為150ml/min。所述精拋的拋光液的流量為70ml/min。所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIWEL N0054型合成革拋光墊。實施例12本發(fā)明實施例提供了一種應用上述任意一種拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為60g/cm2，轉速60轉/分鐘。所述粗拋的拋光液的流量為100ml/min。所述精拋的拋光液的流量為10ml/min。
所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIWEL N0054型合成革拋光墊。實施例13本發(fā)明實施例提供了一種應用上述任意一種拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為120g/cm2，轉速100轉/分鐘。所述粗拋的拋光液的流量為80ml/min。所述精拋的拋光液的流量為8ml/min。·所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIWEL N0054型合成革拋光墊。實施例14本發(fā)明實施例提供了一種應用上述任意一種拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為60g/cm2，轉速100轉/分鐘。所述粗拋的拋光液的流量為90ml/min。所述精拋的拋光液的流量為5ml/min。所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIWEL N0054型合成革拋光墊。實施例15本發(fā)明實施例提供了一種應用上述任意一種拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為60g/cm2，轉速80轉/分鐘。所述粗拋的拋光液的流量為85ml/min。所述精拋的拋光液的流量為7ml/min。所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIWEL N0054型合成革拋光墊。綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種拋光液及應用該拋光液對CdS晶片拋光的拋光方法，能夠帶來至少一種有益效果I、本發(fā)明實施例提供的一種拋光液及應用該拋光液對CdS晶片拋光的拋光方法，采用兩步拋光步驟，分別是粗拋和精拋，整個拋光過程中使用的拋光液除磨料粒徑大小不一樣，其他成分均一樣，所以在拋光只需要更換不同粒徑的磨料，不會引入其他雜質，避免了其他附加操作，拋光工藝簡單，容易操作，使用的拋光液損傷小，易清洗，表面粗糙度小于Inm02、本發(fā)明實施例提供了一種拋光液及應用該拋光液對CdS晶片拋光的拋光方法，拋光液中的納米磨料主要起到機械摩擦的作用，PH值調節(jié)劑主要調節(jié)拋光液的PH值，選擇無機溶液和有機溶液的復合溶液，其中有機溶液能保持化學作用的穩(wěn)定性，使其PH值穩(wěn)定，使PH值不會隨著時間推移而變化，無機溶液能夠增強拋光液的化學作用。非離子型表面活性劑提高了晶片凹凸選擇比，降低表面張力，減少表面粗糙度，在拋光過程中優(yōu)先吸附在晶片的表面，先把凹處保護起來，使其受到摩擦力小，而凸出的拋光速率快，使其獲得平整、完美的表面。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限 于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種用于化學機械拋光的拋光液，其特征在于，所述拋光液包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中 所述粗拋的拋光液包括納米磨料5 10wt%,氧化劑為I. 5 3wt%,表面活性劑O. 01wt%,PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為2(T50nm，PH值為9. 5 ; 所述精拋的拋光液包括納米磨料f 5wt%，氧化劑為O. 5^1. 5wt%,表面活性劑O.01wt%, PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為l(T30nm，PH值為9. 5。
2.根據權利要求I所述的拋光液，其特征在于，所述納米磨料包括二氧化硅，或者二氧化硅和氧化鈰的混合物，當所述納米磨料為二氧化硅和氧化鈰時，二氧化硅與氧化鈰的重量比例大于4:1。
3.根據權利要求I或2所述的拋光液，其特征在于，PH值調節(jié)劑包括無機溶液和有機溶液，其中，所述無機溶液與所述有機溶液體積比I 5，所述無機溶液為氫氧化鉀和氫氧化鈉中的一種或兩種，所述有機溶液為三異丙醇胺和三乙醇胺中的一種或兩種混合物。
4.根據權利要求I或2所述的拋光液，其特征在于，所述氧化劑為次氯酸鈉或者是次氯酸鈉和雙氧水的混合物，當所述氧化劑為次氯酸鈉和雙氧水的混合物時，次氯酸鈉與雙氧水的體積比例大于5: I。
5.根據權利要求I或2所述的拋光液，其特征在于，所述表面活性包括脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺和多元醇中的一種或多種混合物。
6.一種應用上述任意一種所述的拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，其特征在于，該方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋； 其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為6(Tl20g/cm2，轉速6(Γ100轉/分鐘，對應拋光液的流量5 100ml/min。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述粗拋的拋光液的流量為5(Tl00ml/min0
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述精拋的拋光液的流量為5 10ml/min0
9.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述精拋和粗拋的拋光墊采用為FIffEL N0054型合成革拋光墊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于化學機械拋光的拋光液，包括用于粗拋的拋光液和用于精拋的拋光液；其中所述粗拋的拋光液包括納米磨料5~10wt%，氧化劑為1.5~3wt%，表面活性劑0.01wt%，pH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為60~100nm，PH值為9.5；所述精拋的拋光液包括納米磨料1~5wt%，氧化劑為0.5~1.5wt%，表面活性劑0.01wt%，PH調節(jié)劑，余量為去離子水，粒度為15~30nm，pH值為9.5；應用上述的拋光液對CdS晶片進行化學機械拋光的方法，拋光方法包括對待拋光的CdS晶片利用粗拋拋光液進行粗拋，以及對粗拋后的CdS晶片利用精拋拋光液進行精拋；其中，進行粗拋拋光和精拋拋光時，拋光壓力為60~120g/cm2，轉速60~100轉/分鐘，對應拋光液的流量50~200ml/min。本發(fā)明的拋光工藝簡單，容易操作，使用的拋光液損傷小。
文檔編號B24B37/04GK102952467SQ20121044493
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權日2012年11月9日
發(fā)明者李暉, 徐永寬, 程紅娟 申請人:中國電子科技集團公司第四十六研究所