本發(fā)明屬于光電探測，具體涉及一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法。

背景技術(shù)：

1、碲鋅鎘(cdznte)晶片廣泛應(yīng)用在核安全、天體物理、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)學(xué)成像等光電探測技術(shù)領(lǐng)域。此類用途對cdznte晶片表面加工提出了較高的要求，需要具有高平面度和低表面損傷。同時，由于光電探測對透過率的要求，必須對cdznte進(jìn)行雙面加工；雙面磨拋已廣泛應(yīng)用于硅工藝中，但由于cdznte工藝晶片不規(guī)則，且雙面磨拋邊緣破損率較高，大部分的cdznte晶片加工工藝仍采用單面磨、單面拋工藝。

2、采用單面磨、單面拋的技術(shù)路線，一方面，會引入加工殘余應(yīng)力反復(fù)變化而造成翹曲形變，具有較強(qiáng)的隨機(jī)性與不規(guī)律性。另一方面，低表面損傷的要求還需要最后一步對cdznte進(jìn)行化學(xué)拋光，而化學(xué)拋光過程由于“邊緣效應(yīng)”又將引入晶片邊緣塌邊。傳統(tǒng)工藝下，主要是通過調(diào)整化學(xué)拋光液組分、調(diào)整化學(xué)拋光參數(shù)、優(yōu)化前序精拋工藝縮短化學(xué)拋光時間等方法，力求在化學(xué)拋光工藝中達(dá)到控制面形的目的。但由于“邊緣效應(yīng)”不可避免，再加上前序工藝后面形具有較強(qiáng)的隨機(jī)性，導(dǎo)致使用化學(xué)拋光來控制面形的效果穩(wěn)定性和重復(fù)性較差，無法穩(wěn)定獲得高面形質(zhì)量的cdznte晶片。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，該方法工藝簡單、重復(fù)性好、可實現(xiàn)性，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，能有效提升碲鋅鎘晶片生產(chǎn)過程中的面形控制水平。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，將對碲鋅鎘晶片加工過程的不利因素，通過調(diào)整工藝步驟，將不利因素互相中和，以此達(dá)到制備高面形質(zhì)量碲鋅鎘晶片的目的，即利用碲鋅鎘晶片磨拋過程中產(chǎn)生的損傷層應(yīng)力對晶片造成的形變，“中和”化學(xué)拋光過程中晶片的塌邊現(xiàn)象。該方法包括以下四個步驟：

4、步驟一：對碲鋅鎘晶片進(jìn)行化學(xué)腐蝕去除晶片雙面的損傷層應(yīng)力，確保在進(jìn)行步驟二前晶片未發(fā)生形變；

5、步驟二：將碲鋅鎘晶片固定后使用砂輪進(jìn)行研磨，研磨后取下晶片，使晶片在損傷層應(yīng)力的作用下朝損傷層方向發(fā)生翹曲形變；

6、步驟三：將碲鋅鎘晶片取下并重新固定后進(jìn)行拋光，去除損傷層應(yīng)力，拋光后取下晶片，得到中心低四周高的“凹”面晶片；

7、步驟四：將碲鋅鎘晶片進(jìn)行化學(xué)拋光，使得晶片在化學(xué)作用下塌邊且四周去除速率高于中心，“凹”面晶片趨平。

8、按上述方案，步驟一中使用的化學(xué)腐蝕液為濃度0.1％～10.0％的溴基溶液。

9、按上述方案，步驟一中腐蝕時間為2～15min。

10、按上述方案，步驟二和步驟三中的固定方式均包括吸附、蠟粘和膜粘任一種。

11、按上述方案，步驟二中使用金剛石砂輪進(jìn)行研磨，砂輪的目數(shù)為8000～15000目。

12、按上述方案，步驟二中研磨的轉(zhuǎn)速為1500～2500rpm，進(jìn)給速度為0.03～0.05μm/s。

13、按上述方案，步驟三中拋光的轉(zhuǎn)速為50～70rpm。

14、按上述方案，步驟三中拋光時間為10～20min。

15、按上述方案，步驟四中使用的化學(xué)拋光液為濃度0.1～10.0％的溴基溶液。

16、按上述方案，步驟四中化學(xué)拋光時間為1～8min。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

18、如圖1所示為本發(fā)明碲鋅鎘晶片加工方法中步驟二、步驟三示意，經(jīng)過步驟三后晶片面形為“凹”，后續(xù)步驟四化學(xué)拋光由于塌邊效應(yīng)會使晶片面形變“凸”，因此，經(jīng)過本發(fā)明的步驟一至步驟四后，晶片面形會趨于平坦。本發(fā)明基于現(xiàn)有實際工藝進(jìn)行改進(jìn)，將損傷層應(yīng)力與化拋塌邊兩個對面形不利且不可調(diào)和的因素相互中和，可加工出高面形質(zhì)量碲鋅鎘晶片，該工藝簡單、重復(fù)性好、可實現(xiàn)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能有效提升碲鋅鎘晶片生產(chǎn)過程中的面形控制水平。

技術(shù)特征：

1.一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟一中使用的化學(xué)腐蝕液為濃度0.1％～10.0％的溴基溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟一中腐蝕時間為2～15min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟二和步驟三中的固定方式均包括吸附、蠟粘和膜粘任一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟二中使用金剛石砂輪進(jìn)行研磨，砂輪的目數(shù)為8000～15000目。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟二中研磨的轉(zhuǎn)速為1500～2500rpm，進(jìn)給速度為0.03～0.05μm/s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟三中拋光的轉(zhuǎn)速為50～70rpm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟三中拋光時間為10～20min。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟四中使用的化學(xué)拋光液為濃度0.1～10.0％的溴基溶液。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，其特征在于，步驟四中化學(xué)拋光時間為1～8min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高面形質(zhì)量的碲鋅鎘晶片加工方法，該方法將對碲鋅鎘晶片加工過程的不利因素，通過調(diào)整工藝步驟，將不利因素互相中和，以此達(dá)到制備高面形質(zhì)量碲鋅鎘晶片的目的，即利用碲鋅鎘晶片磨拋過程中產(chǎn)生的損傷層應(yīng)力對晶片造成的形變，“中和”化學(xué)拋光過程中晶片的塌邊現(xiàn)象。該方法首先需要對晶片進(jìn)行化學(xué)腐蝕去除晶片雙面的損傷層應(yīng)力，其次使用金剛石砂輪對晶片生長面進(jìn)行研磨，研磨后對晶片重新固定后再進(jìn)行拋光，最后進(jìn)行化學(xué)拋光。本發(fā)明具有工藝簡單、重復(fù)性好、可實現(xiàn)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能有效提升碲鋅鎘晶片生產(chǎn)過程中的面形控制水平。

技術(shù)研發(fā)人員：寧卓,孔金丞,宋林偉,劉燕,叢樹仁,王靜宇,鄭要爭,江先燕,劉文軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9