CN109524504A - 碲锌镉衬底表面加工方法、装置及组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碲锌镉衬底表面加工方法及装置，其中碲锌镉衬底表面加工方法包括：制作陪片；将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理。本发明实施例通过在大面积碲锌镉衬底的四周增加陪片，来增大抛光面积，由于抛光工艺固有的“塌边”现象是在一定区域内较为严重的，通常约为5mm左右，控制晶片抛光过程中产生的“塌边”区域，使得“塌边”区域控制在陪片区域内，提高碲锌镉晶片的表面平整度。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种碲锌镉衬底表面加工方法及装置。
背景技术
碲锌镉(CdZnTe)衬底是液相外延碲镉汞(HgCdTe)薄膜的最佳衬底材料。高质量的碲锌镉晶片表面加工对于器件性能有着格外的重要性。衬底表面质量直接影响碲镉汞液相外延层的晶格质量及后道的器件加工工艺。
碲锌镉作为异质外延碲镉汞的衬底材料，对其厚度均匀性TTV有很高的要求，射线在固体中传播时，其强度随穿过的距离呈指数关系。射线在探测器中的能量衰减与其厚度呈指数，晶片厚薄不均会引起谱线增宽，不利于计量分析射线性质。所以要尽可能的减小晶片的TTV值，得到高平整度的衬底表面。同时，碲锌镉衬底表面质量的一致性在很大程度上影响着碲镉汞红外探测器性能的一致性，为了保证互连的连通率，对器件的表面平整度有很高的要求,而器件的表面平整度完全由外延材料(碲锌镉衬底)的表面平整度所决定。因此，对于大规模焦平面器件而言，材料的表面平整度是非常重要的一个参数。对于焦平面器件,平整度较差会改变光学信号在器件上的传输特性，影响器件的响应率和光学串音。同时，它还会导致部分光敏元和读出电路连接不上，也会导致部分In柱受力过大和产生较大的形变，并造成pn结因受力过大出现缺陷增殖和性能下降。因此，获得高平整度的碲锌镉衬底表面对于提升红外探测器的性能具有十分重要的意义。
然而，由于碲锌镉材料是典型的软脆材料，硬度约为0.8～1.5，临界剪切应力为0.1MPa，Si衬底的两种参数分别是其的6倍和19倍，如此小的硬度和临界剪切应力导致碲锌镉材料很软且很脆，在使用传统的工艺对碲锌镉材料在抛光时，由于碲锌镉材料硬度小其抛光时边缘效应严重，抛光后的晶片表面呈现“馒头状”。大尺寸晶片在进行抛光工艺时这一现象会更加严重，抛光后的晶片表面出现较为严重的“塌边”现象，难以保证晶片的TTV。另外，晶片尺寸越大，厚度越薄，发生翘曲的程度也就越严重。因此在抛光过程中，加工的碲锌镉衬底尺寸越大，晶片的TTV就越难控制。
发明内容
本发明实施例提供一种碲锌镉衬底表面加工方法及装置，用以解决现有技术中存在的大面积碲锌镉晶片表面加工过程中出现的边缘效应——“塌边”的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种用于碲锌镉衬底表面加工方法，所述方法包括如下步骤：
制作陪片；
将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；
将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理。
可选的，所述制作陪片包括：
获取与所述碲锌镉衬底成分相同的碲锌镉材料作为陪片材料；
依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，并依据计算获得的陪片尺寸对陪片材料进行划切获得陪片。
可选的，所述依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，包括：
根据需要设定陪片的宽度，测量碲锌镉衬底的各边长，将设定的陪片宽度与碲锌镉衬底的各边的边长分别求和获得与碲锌镉各边对应的陪片的陪片长度，即：陪片长度＝陪片宽度+与陪片对应的碲锌镉衬底的边长。
可选的，，所述陪片的宽度范围为4～10mm。
可选的，，所述将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结，包括：
将各陪片与碲锌镉衬底的各边一一对应并置于同一水平面；
将碲锌镉和相应的陪片对接并用蜡进行粘结。
第二方面，本发明实施例提供一种碲锌镉衬底表面加工装置，包括：
制作模块，用于制作陪片；
粘接模块，用于将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；
抛光模块，用于将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理。
可选的，所述制作模块，具体用于：
获取与所述碲锌镉衬底成分相同的碲锌镉材料作为陪片材料；
依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，并依据计算获得的陪片尺寸对陪片材料进行划切获得陪片。
可选的，所述制作模块，具体用于：
根据需要设定陪片的宽度，测量碲锌镉衬底的各个边长，将设定的陪片宽度与碲锌镉衬底的各边的边长分别求和获得与碲锌镉各个边对应的陪片的陪片长度，即：陪片长度＝陪片宽度+与陪片对应的碲锌镉衬底的边长。
可选的，所述粘结模块，具体用于：
将各陪片与碲锌镉衬底的各边一一对应并置于同一水平面；
将碲锌镉和陪片对接并用蜡进行粘结。
第三方面，本发明实施例提供一种碲镉汞红外焦平面探测器组件，所述组件包括采用如上任一项所述的碲锌镉衬底表面加工方法制得的碲锌镉衬底。
本发明实施例通过在大面积碲锌镉衬底的四周增加陪片，来增大抛光面积，由于抛光工艺固有的“塌边”现象是在一定区域内较为严重的，通常约为5mm左右，控制晶片抛光过程中产生的“塌边”区域，使得“塌边”区域控制在陪片区域内，提高碲锌镉晶片的表面平整度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为碲锌镉衬底表面加工方法流程图；
图2为陪片与碲锌镉衬底粘接组合示意图；
图3为陪片与碲锌镉衬底尺寸示意图；
图4为碲锌镉衬底表面加工装置结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明第一实施例提供一种碲锌镉衬底表面的加工方法，如图1所示，包括以下具体步骤：
步骤S11，制作陪片；
本步骤中，在具体实施过程中包括：获取与所述碲锌镉衬底成分相同的碲锌镉材料作为陪片材料；依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，并依据计算获得的陪片尺寸对陪片材料进行划切获得陪片。
其中，利用依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，具体包括，根据需要设定陪片的宽度，测量碲锌镉衬底的各边长，将设定的陪片宽度与碲锌镉衬底的各边的边长分别求和获得与碲锌镉各边对应的陪片的陪片长度，即：陪片长度＝陪片宽度+与陪片对应的碲锌镉衬底的边长。具体的，结合图3，陪片的加工尺寸以碲锌镉衬底长和宽分别是X和Y为例，对应两种陪片的长度是X1′和X2′,陪片的宽度是Y′，具体数值计算方法如下：
X1′＝X+Y′(mm)
X2′＝Y+Y′(mm)
Y′＝4～10(mm)
步骤S12，将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；
结合图2，本步骤中，在粘结时具体包括：将各陪片与碲锌镉衬底的各边一一对应并置于同一水平面；将碲锌镉和陪片对接并用蜡进行粘结。
步骤S13，将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理。
本步骤中，在抛光过程中可以不断的变换方向进行抛光处理，例如延着某一方向抛光15分钟后，可以转换预定角度(例如180度)后再进行抛光处理，使得抛光后的碲锌镉衬底表面更加平整。
本发明实施例通过在大面积碲锌镉衬底的四周增加“陪片”，来增大抛光面积，由于抛光工艺固有的“塌边”现象是在一定区域内较为严重的，通常约为5mm左右，控制晶片抛光过程中产生的“塌边”区域，使得“塌边”区域控制在陪片区域内。
本发明第二实施例提供一种碲锌镉衬底表面的加工装置，结合图4，包括：
制作模块1，用于制作陪片；
粘接模块2，用于将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；
抛光模块3，用于将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理。
其中，所述制作模块在制作陪片时，具体用于：获取与所述碲锌镉衬底成分相同的碲锌镉材料作为陪片材料；
依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，并依据计算获得的陪片尺寸对陪片材料进行划切获得陪片。
具体的，所述制作模块在用于依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸时，具体用于根据需要设定陪片的宽度，测量碲锌镉衬底的各个边长，将设定的陪片宽度与碲锌镉衬底的各边的边长分别求和获得与碲锌镉各个边对应的陪片的陪片长度，即：陪片长度＝陪片宽度+与陪片对应的碲锌镉衬底的边长。
所述粘结模块，具体用于将各陪片与碲锌镉衬底的各边一一对应并置于同一水平面；
将碲锌镉和陪片对接并用蜡进行粘结。
本发明第三实施例提供一种碲镉汞红外焦平面探测器组件，包括采用如下的碲锌镉衬底表面加工方法制得的碲锌镉衬底：
步骤一、制作陪片；
步骤二、将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；
步骤三、将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理
本发明实施例，利用碲锌镉衬底表面的加工方法在对大面积碲锌镉晶片表面加工时，能有效地减轻了晶片四周出现的“塌边”现象，从而在很大程度上提高衬底的表面平整度和TTV，解决了大尺寸碲锌镉衬底表面加工过程中表面平整度差的问题，利用此方法得到的碲锌镉衬底来制得镉汞红外焦平面探测器组件，不但能够提高成品率并且能够提高红外探测器的性能。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种碲锌镉衬底表面加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
制作陪片；
将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；
将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理。
2.根据权利要求1所述的碲锌镉衬底表面加工方法，其特征在于，所述制作陪片包括：
获取与所述碲锌镉衬底成分相同的碲锌镉材料作为陪片材料；
依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，并依据计算获得的陪片尺寸对陪片材料进行划切获得陪片。
3.如权利要求2所述的的碲锌镉衬底表面加工方法，其特征在于，所述据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，包括：
根据需要设定陪片的宽度，测量碲锌镉衬底的各边长，将设定的陪片宽度与碲锌镉衬底的各边的边长分别求和获得与碲锌镉各边对应的陪片的陪片长度，即：陪片长度＝陪片宽度+与陪片对应的碲锌镉衬底的边长。
4.如权利要求3所述的碲锌镉衬底表面加工方法，其特征在于，所述陪片的宽度范围为4～10mm。
5.如权利要求1所述的碲锌镉衬底表面加工方法，其特征在于，所述将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结，包括：
将各陪片与碲锌镉衬底的各边一一对应并置于同一水平面；
将碲锌镉和相应的陪片对接并用蜡进行粘结。
6.一种碲锌镉衬底表面的加工装置，其特征在于，包括：
制作模块，用于制作陪片；
粘接模块，用于将所述陪片环绕碲锌镉衬底的边缘与碲锌镉衬底进行粘结；
抛光模块，用于将粘结有陪片的碲锌镉衬底表面进行抛光处理。
7.如权利要求6所述的碲锌镉衬底表面的加工装置，其特征在于，所述制作模块，具体用于：
获取与所述碲锌镉衬底成分相同的碲锌镉材料作为陪片材料；
依据碲锌镉衬底的尺寸计算陪片的尺寸，并依据计算获得的陪片尺寸对陪片材料进行划切获得陪片。
8.如权利要求7所述的碲锌镉衬底表面的加工装置，其特征在于，所述制作模块，具体用于：
根据需要设定陪片的宽度，测量碲锌镉衬底的各个边长，将设定的陪片宽度与碲锌镉衬底的各边的边长分别求和获得与碲锌镉各个边对应的陪片的陪片长度，即：陪片长度＝陪片宽度+与陪片对应的碲锌镉衬底的边长。
9.如权利要求6所述的碲锌镉衬底表面加工装置，其特征在于，所述粘结模块，具体用于：
将各陪片与碲锌镉衬底的各边一一对应并置于同一水平面；
将碲锌镉和陪片对接并用蜡进行粘结。
10.一种碲镉汞红外焦平面探测器组件，其特征在于，包括：采用权利要求1～5中任一项所述的碲锌镉衬底表面加工方法制得的碲锌镉衬底。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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