CN117403326B - 一种钽酸锂黑化晶片的退白方法 - Google Patents
一种钽酸锂黑化晶片的退白方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于钽酸锂黑化晶片的退白技术领域，具体涉及一种钽酸锂黑化晶片的退白方法，包括以下步骤：S1、在钽酸锂黑化晶片的两侧形成涂层，所述涂层包括胶水和氧化剂；所述涂层的厚度为100‑1000μm；S2、在具有涂层的钽酸锂黑化晶片的两侧进行激光退火；其中，所述激光退火的条件包括：激光扫描速度为1‑100mm/s，激光输出功率为10‑80W。本发明退白精度和均匀性更高，退白良率高，避免了现有技术中采用的直接通入氧气易产生爆炸的危险。
Description
技术领域
本发明属于钽酸锂黑化晶片的退白技术领域，具体涉及一种钽酸锂黑化晶片的退白方法。
背景技术
钽酸锂(LiTaO3，简称LT)具有优良的压电、声光和热释电效应，同时具有良好的机电耦合、温度系数等综合性能，是制备声表面波器件、光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料，在手机、基站、卫星通讯、航空航天等领域有着广泛应用。
由于钽酸锂晶体具有热释电性质，钽酸锂晶片的电阻率较高。在后续器件加工中，温度变化时钽酸锂晶片会释放大量电荷，电荷堆积容易造成器件电极之间打火，损伤器件性能，甚至造成钽酸锂晶片碎片。另外，抛光后的钽酸锂晶片为无色透明，称为白片，具有很高的透过率，光透过钽酸锂衬底后会发生漫反射，导致在光刻过程中降低梳状电极图案的分辨率。针对以上问题，本领域提供了一种化学还原的方法对晶片进行处理，降低晶片的电阻率，降低热释电效应，经过化学还原处理的钽酸锂晶片通常呈棕色或者黑色，因此，此化学还原处理方法称为黑化，黑化处理后的钽酸锂晶片称为黑片。
钽酸锂晶片经过黑化处理后电阻率一般在1×1010Ω·cm-9.9×1012Ω·cm，但在实际黑化加工过程中，经常会出现黑化不均匀或者黑化过度的现象，此类晶片无法满足器件加工使用要求，需要进行返工处理，通常需要对晶片进行氧化反应将黑片加工成白片，称为退白，然后将退白后的晶片重新进行黑化加工。
现有技术1的退白方法公开了一种将不合格钽酸锂晶片在通入氧气的条件下进行高温加热15-100h，然后降至室温完成退白加工，但该方法需要通入大量氧气，安全风险较大，同时退白精度和均匀性差，加工时间长，加工效率低。
需要说明的是，本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然构成现有技术或公知技术。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的退白方法需要通入大量氧气，安全风险较大且退白精度和均匀性差的缺陷，提供一种钽酸锂黑化晶片的退白方法，该退白方法退白精度和均匀性更高，退白良率高，避免了现有技术中采用的直接通入氧气易产生爆炸的危险。
为了实现上述目的，本发明提供了一种钽酸锂黑化晶片的退白方法，包括以下步骤：
S1、在钽酸锂黑化晶片的两侧形成涂层，所述涂层包括胶水和氧化剂，所述涂层的厚度为100-1000μm；
S2、在具有涂层的钽酸锂黑化晶片的两侧进行激光退火；其中，所述激光退火的条件包括：激光输出功率为10-80W，激光扫描速度为1-100mm/s。
在本发明的一些优选实施方式中，氧化剂在涂层中的质量含量为50-95wt%。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述氧化剂为金属氧化剂、非金属氧化剂中的一种或多种。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述金属氧化剂包括氧化锂、氧化钾、氧化钙中的至少一种，所述非金属氧化剂包括五氧化二磷和/或二氧化硅。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述胶水为胶体物质或者为含胶体物质和水的混合物，胶体物质选自有机硅胶、聚氨酯胶、聚酰亚胺胶中的至少一种，所述含胶体物质和水的混合物中胶体物质的质量含量为60-90wt%。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述形成涂层的方式包括旋涂，控制旋涂速度为800-3000 r/min。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中还包括：在形成涂层之前，先将钽酸锂黑化晶片使用夹具竖直固定且固定处位于钽酸锂黑化晶片的厚度方向侧面上。
在本发明的一些优选实施方式中，所述钽酸锂黑化晶片的退白方法还包括：在S1中形成涂层之前，先对钽酸锂黑化晶片进行预清洗、干燥的步骤。
进一步优选地，所述预清洗的过程包括：先在酸液中进行第一清洗，以去除晶片表面氧化层；之后放入清洗液中超声清洗，以去除晶片表面颗粒；然后放入水中超声清洗以去除晶片残留清洗液。
进一步优选地，所述第一清洗的条件包括：清洗温度为60-120℃，清洗时间为10-30min；所述超声清洗的超声频率均为40-60kHz，清洗液的清洗时间为10-30min，水的清洗时间为3-5min。
所述预清洗中，优选地，所述酸液中酸为硝酸、氢氟酸、硫酸中的至少一种，酸液中酸的浓度为30-98wt%。
优选地，所述清洗液包括氨水、双氧水和水，氨水、双氧水和水的质量比为1：1-2：5-10。
在本发明的一些优选实施方式中，S2中所述激光退火的条件还包括：激光的波长为300-1064nm，和/或，激光脉冲频率为20-100kHz。
在本发明的一些优选实施方式中，S2中，在钽酸锂黑化晶片的两侧分别设置对应的激光束，通过激光束在具有涂层的钽酸锂黑化晶片的两侧同时进行所述激光退火。
在本发明的一些优选实施方式中，所述钽酸锂黑化晶片的退白方法还包括：对S2处理后得到的晶片进行去残留清洗、干燥。
进一步优选地，所述去残留清洗的过程包括：先放入腐蚀液中进行第二清洗，以去除晶片表面的含氧化剂杂质，然后用水清洗去除残留腐蚀液。
所述去残留清洗中，优选地，所述腐蚀液包括氢氟酸、硝酸以及水，氢氟酸、水和硝酸的质量比为1-5：5-20：1。
优选地，第二清洗的条件包括：清洗时间为10-30min，清洗温度为50-70℃；水清洗的时间为3-5min。
有益效果：
本发明通过上述技术方案，尤其是采用包括胶水和氧化剂的涂层及其适宜厚度涂覆在钽酸锂黑化晶片的两侧，配合适宜条件的激光退火，能够将黑化不均匀或电阻率超标的钽酸锂黑化晶片退白为高均匀性的钽酸锂白片重新使用，退白精度和均匀性更高，退白良率高，避免了现有技术中采用的直接通入氧气易产生爆炸的危险，同时有效地减少晶片材料可能出现的变形和应力、抗碎片等风险。
其中，本发明采用包括胶水和氧化剂的涂层，能够更好地控制氧化层的厚度和成分，确保钽酸锂黑化晶片表面氧化层的均匀性和一致性，同时利用涂层中氧化剂，实现固态扩散氧化，尤其是配合激光退火处理时，固体氧化剂在激光高能作用下，固态氧分离进行适宜扩散以对当前区域进行很好的退白，避免现有技术中通常采用的气态氧易受环境影响及爆炸的风险，且通过固态氧扩散氧化配合可精确控制能量和扫描速度的激光束，退白程度的可控性和精确性更强，退白精度和均匀性更高；同时包括胶水和氧化剂的涂层还具有对钽酸锂黑化晶片的支撑保护作用，在激光退火过程中利于钽酸锂黑化晶片在受到激光退火时的抗碎片能力。
其中，还配合采用适宜厚度范围的涂层，更有利于保证晶片表面氧化层的均匀性和一致性，提供更优的固态氧扩散能力以及在受到激光退火时的抗碎片能力；厚度过大，氧扩散易不均匀，激光退火（优选局部激光扫描或激光束照射整个晶片表面）时激光能量分布有不同导致热量不均匀分布，厚度过小，不易均匀涂覆，影响退白效果。
相比于现有技术中常规采用的炉式退火方式，本发明的激光退火加工时间更短，激光退火采取的是短时加热的方式，还能有效地减少晶片材料的变形和应力，同时激光束的能量密度可以调节，可控性和精确性更强，保证了退白的精度和均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的钽酸锂黑化晶片的退白方法的工艺流程图。
图2为本发明的钽酸锂黑化晶片被夹具夹持固定的结构示意图。
图3为测试晶片退白均匀性时测试晶片的16个区域划分示意图。
附图标记说明
1是夹具，2是钽酸锂黑化晶片，3是固定平台。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。其中，术语“可选的”、“任选的”均是指可以包括，也可以不包括（或可以有，也可以没有）。
本发明中，钽酸锂黑化晶片（也称为晶片）的两侧是指钽酸锂黑化晶片的面积最大的两个圆形面，其垂直于钽酸锂黑化晶片的厚度方向侧面。
本发明提供了一种钽酸锂黑化晶片的退白方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、在钽酸锂黑化晶片的两侧形成涂层，所述涂层包括胶水和氧化剂，所述涂层的厚度为100-1000μm；
S2、在具有涂层的钽酸锂黑化晶片的两侧进行激光退火；其中，所述激光退火的条件包括：激光扫描速度为1-100mm/s，激光输出功率为10-80W。
在本发明的一些优选实施方式中，氧化剂在涂层中的质量含量为50-95wt%，例如可以为50wt%、60wt%、70wt%、80wt%、90wt%、95wt%以及相邻点值之间的任一数值。该优选方案，氧化剂含量适宜，更利于提高退白效果，从而利于提升晶片的退白均匀性和退白效率等。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述氧化剂为金属氧化剂、非金属氧化剂中的一种或多种。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述金属氧化剂包括氧化锂、氧化钾、氧化钙中的至少一种。优选地，所述非金属氧化剂包括五氧化二磷和/或二氧化硅。
所述胶水用于与氧化剂混合后旋涂至晶片表面，便于退白加工。在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述胶水为胶体物质或者为含胶体物质和水的混合物，胶体物质选自有机硅胶、聚氨酯胶、聚酰亚胺胶中的至少一种。
进一步优选地，所述含胶体物质和水的混合物中胶体物质的质量含量为60-90wt%。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中，所述形成涂层的方式包括旋涂。优选地，控制旋涂速度为800-3000 r/min，例如可以为800r/min、900r/min、1000r/min、1100r/min、1200r/min、1500r/min、2000r/min、2500r/min、3000r/min以及相邻点值之间的任一数值，其旋涂速度适宜，便于控制涂胶厚度并保证涂胶均匀性，提高退白均匀性。
更优选地，控制旋涂速度为800-2000 r/min。
所述旋涂例如可以使用旋转涂胶机进行。
在本发明的一些优选实施方式中，S1中还包括：在形成涂层之前，如图2所示，先将钽酸锂黑化晶片2使用夹具1固定且固定处位于钽酸锂黑化晶片1的厚度方向侧面上。该优选方案中，所述夹具1的夹持位置不会遮挡晶片两侧表面，钽酸锂黑化晶片2的两侧表面（其垂直于厚度方向侧面）完全暴露在外以便旋涂，更利于控制涂层厚度并保证涂层均匀性，进一步提高退白均匀性。
所述夹具1的具体结构，本发明对此没有限制，只要能实现钽酸锂黑化晶片2处于所需夹持状态即可。
进一步优选地，如图2所示，所述固定保持钽酸锂黑化晶片1处于竖直状态，更利于在晶片两侧同时进行激光加工。进一步优选所述钽酸锂黑化晶片2位于固定平台3上。
在本发明的一些优选实施方式中，所述钽酸锂黑化晶片的退白方法还包括：在S1中形成涂层之前，先对钽酸锂黑化晶片进行预清洗、干燥的步骤。
本发明优选地，所述预清洗的过程包括：先在酸液中进行第一清洗，以去除晶片表面氧化层。该优选方案，能够提高晶片表面活性，进一步便于提高氧化剂所在涂层的旋涂效果。
进一步优选地，所述第一清洗的条件包括：清洗温度为60-120℃，清洗时间为10-30min。
所述预清洗中，优选地，所述酸液中酸为硝酸、氢氟酸、硫酸中的至少一种，酸液中酸的浓度为30-98wt%。可以理解的是，酸液中酸的所含各具体酸的浓度之和为30-98wt%，本领域技术人员可以根据实际效果选择酸的浓度。例如，在一些实施方式中，酸为硝酸和氢氟酸，其中所含氢氟酸以氢氟酸溶液形式引入且氢氟酸溶液的质量浓度为30%-40%，所含硝酸以硝酸溶液形式引入且硝酸溶液的质量浓度为55%-75%，硝酸溶液和氢氟酸溶液的体积比为1：1-3。在另外一些实施方式中，酸为硫酸，酸液中硫酸的质量浓度为90%-98%。
本发明优选地，所述预清洗的过程还包括：在第一清洗之后放入清洗液中超声清洗，以去除晶片表面颗粒，更利于有效防止影响氧化剂所在涂层的旋涂效果造成退白不均匀的可能发生。
进一步优选地，所述超声清洗的超声频率均为40-60kHz，清洗液的清洗时间为10-30min。
优选地，所述清洗液包括氨水、双氧水和水，氨水、双氧水和水的质量比为1：1-2：5-10。
本发明优选地，所述预清洗的过程还包括：在清洗液中超声清洗之后，放入水中超声清洗以去除晶片残留清洗液，更利于提升后续旋涂的均匀性以及涂层的固体氧后续扩散效果。
进一步优选地，水的清洗时间为3-5min。
在采用本发明的优选预清洗方案中，能够更好的去除晶片表面颗粒，避免因晶片表面颗粒沾污导致涂胶过程中产生气泡和空隙造成涂胶不均匀进而影响退白效果。
本发明S2中激光退火采用激光扫描，利于提高退火效率，并进一步降低碎片风险，提高退火均匀性。
所述激光扫描速度为1-100mm/s，例如可以为1mm/s、5mm/s、10mm/s、20mm/s、30mm/s、40mm/s、50mm/s、60mm/s、70mm/s、80mm/s、90mm/s、100mm/s以及相邻点值之间的任一数值。
优选地，所述激光扫描速度为1-50mm/s。
本发明中，可以根据退白需求以及激光扫描速度，进行激光扫描一次或多次，例如1-10次，其中，在多次扫描时可以加快激光扫描速度，在少量次扫描时可以适当降低激光扫描速度。
所述激光输出功率为10-80W，例如可以为10W、20W、30W、40W、50W、60W、70W、80W以及相邻点值之间的任一数值。优选地，所述激光输出功率为20-70W。
在本发明的一些优选实施方式中，S2中所述激光退火的条件还包括：激光的波长为300-1064nm。
在本发明的一些优选实施方式中，S2中所述激光退火的条件还包括：激光脉冲频率为20-100kHz，例如可以为20kHz、30kHz、40kHz、50kHz、60kHz、70kHz、80kHz、90kHz、100kHz以及相邻点值之间的任一数值，更优选为20-70kHz。本发明采用适宜的激光脉冲频率，能够实现对材料局部和整体温度的精确调控，减少热影响区，提高激光束的能量利用率，更利于保证退白加工的质量。
在本发明的一些优选实施方式中，S2中，在钽酸锂黑化晶片的两侧分别设置对应的激光束，通过激光束在具有涂层的钽酸锂黑化晶片的两侧同时进行所述激光退火。该优选方案中，在钽酸锂黑化晶片的两侧各设置一个激光束，对其两侧同时激光退火，实现晶片两侧同时受热氧化退化，提高氧化效率，避免单侧受热等导致碎片等风险，可实现涂层保护下氧化过程均匀同步协调进行，减少激光受热冲击时间，提高氧化均匀性，进一步避免碎片风险。
需要指出的是，在钽酸锂黑化晶片的两侧分别设置对应的激光发射头，以在两侧分别发出激光束。可以理解的是，激光发射头为两个且分别发出激光束，该两个激光发射头可以由两个激光光源发出或由同一个激光光源发出。
在本发明的一些优选实施方式中，所述钽酸锂黑化晶片的退白方法还包括：对S2处理后得到的晶片进行去残留清洗、干燥。
进一步优选地，所述去残留清洗的过程包括：先放入腐蚀液中进行第二清洗，以去除晶片表面的含氧化剂杂质，然后用水清洗去除残留腐蚀液。
所述去残留清洗中，优选地，所述腐蚀液包括氢氟酸、硝酸以及水，氢氟酸、水和硝酸的质量比为1-5：5-20：1。该优选方案中，提高氢氟酸在腐蚀液中的含量比例，更利于去除晶片表面退白后残留的胶水、氧化剂及退白杂质，以便退白完成后的后续加工。
优选地，第二清洗的条件包括：清洗时间为10-30min，清洗温度为50-70℃。
优选地，水清洗的时间为3-5min。
本发明中，任一步骤所述的干燥的方式及其干燥时间的可选范围较宽，且不同步骤各自干燥的方式和时间可以相同或不同，例如可以采用甩干（如使用甩干机）的方式进行，甩干的时间优选为2-5min。
下面详细描述本发明的实施例，是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种钽酸锂黑化晶片的退白方法，其步骤为：
a）准备钽酸锂黑化的待退白晶片，将待退白晶片放入酸液中进行第一清洗20min；清洗温度为80℃。酸液中酸为硝酸和氢氟酸，将硝酸溶液（硝酸质量浓度为60%）和氢氟酸水溶液（氢氟酸质量浓度为30%）以体积比1:3混合，形成酸液。
b）将步骤a）处理后的晶片放入清洗液中超声清洗20min，以去除晶片表面颗粒；然后放入水中超声清洗4min以去除晶片残留清洗液，清洗完成后使用甩干机甩干晶片5min；超声清洗的超声频率为50kHz。清洗液的组成为氨水、双氧水和水，氨水、双氧水和水的质量比为1：2：7。
c）使用夹具将钽酸锂黑化晶片竖直固定，将涂层使用旋转涂胶机旋涂至待退白晶片的正反两面（即两侧面）；旋涂速度为1000 r/min。涂层组成为：胶水（具体为有机硅胶）和氧化剂（为Li2O），涂层中氧化剂的质量含量为80%。涂层厚度200μm。
d）在钽酸锂黑化晶片的两侧分别设置对应的激光束。通过脉冲频率为50kHz、输出功率为30W的激光扫描步骤c）处理后的晶片两侧，两侧同时进行激光退火，扫描一次（即对晶片表面的同一区域仅激光扫描一次）；激光波长为500nm，激光扫描速度为10 mm/s。
e）将步骤d）处理后的晶片先放入腐蚀液（腐蚀液组成为氢氟酸、硝酸、水，氢氟酸、水和硝酸的质量比为2：10：1）中在60℃下进行第二清洗25min，以去除晶片表面的含氧化剂杂质，然后用水清洗5min，去除残留腐蚀液，清洗完成后甩干晶片5min，获得钽酸锂白片。
实施例2
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，涂层的厚度为500μm。
实施例3
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，涂层的厚度为1000μm。
实施例4
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，氧化剂在涂层中的质量含量为50wt%。
实施例5
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光脉冲频率为100kHz。
实施例6
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光输出功率为80W。
实施例7
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，控制旋涂速度为3000 r/min。
实施例8
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光扫描速度为100 mm/s。
实施例9
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，所述氧化剂为三氧化二磷。
实施例10
参照实施例9的方法进行，不同之处在于，涂层的厚度为500μm。
实施例11
参照实施例9的方法进行，不同之处在于，涂层的厚度为1000μm。
实施例12
参照实施例9的方法进行，不同之处在于，氧化剂在涂层中的质量含量为50wt%。
实施例13
参照实施例9的方法进行，不同之处在于，激光扫描速度为100 mm/s。
对比例1
采用常规的通入氧气退白的方法，具体为：将待退白晶片放至退火炉中，通入氧气，加热至450℃，保温80h，然后降至室温后取出晶片完成退白加工。
对比例2
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，涂层的厚度为10μm。
对比例3
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光扫描速度为200mm/s。
对比例4
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光输出功率为500W。
测试例
将上述实施例和对比例得到的退白晶片进行性能测试，结果如表1所示。
性能测试方法具体为：
将晶片按照图3的方式将晶片沿圆周方向均匀划分为16个区域，使用电阻率测试仪测试退白晶片各个区域的电阻率，电阻率单位为Ω·cm。1、通过计算上述16个不同区域的电阻率标准差，判断退白均匀性是否满足要求；电阻率标准差在0-2×1013Ω·cm范围内表明退白均匀性良好，进而电阻率标准差越小，表明均匀性越好。2、通过计算上述16个区域的平均电阻率表征退白精度，电阻率大小在1.0×1013Ω·cm-5.0×1013Ω·cm内表明退白精度良好。
并对批次（该批次中含100个晶片）生产中的晶片，目测是否存在隐裂、凹坑或者碎片，并计量该批次中的出现隐裂、凹坑、碎片中任一缺陷的晶片的占比之和，记为具有表观质量缺陷的晶片占比。
表1
通过上述结果可知，相对于对比例，采用本发明的实施例方案，能够缩短退白加工时间，提高加工效率，加工中无需引入气体，无安全风险，并能兼顾提升退白精度、退白均匀性，同时提升晶片高质量合格率。
进一步的，根据实施例1和实施例2-13可知，采用本发明优选工艺参数的钽酸锂黑化晶片退白方案，能够进一步兼顾提高退白精度、退白均匀性和晶片高质量合格率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在钽酸锂黑化晶片的两侧形成涂层，所述涂层包括胶水和氧化剂，氧化剂在涂层中的质量含量为50-95wt%；所述氧化剂为金属氧化剂、非金属氧化剂中的一种或多种；所述金属氧化剂包括氧化锂、氧化钾、氧化钙中的至少一种，所述非金属氧化剂包括五氧化二磷和/或二氧化硅；所述胶水为胶体物质或者为含胶体物质和水的混合物，胶体物质选自有机硅胶、聚氨酯胶、聚酰亚胺胶中的至少一种；所述涂层的厚度为100-1000μm；
S2、在具有涂层的钽酸锂黑化晶片的两侧进行激光退火；其中，所述激光退火的条件包括：激光扫描速度为1-100mm/s，激光输出功率为10-80W。
2.根据权利要求1所述的钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，S1中，所述含胶体物质和水的混合物中胶体物质的质量含量为60-90wt%。
3.根据权利要求1所述的钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，S1中，所述形成涂层的方式包括旋涂，控制旋涂速度为800-3000 r/min。
4.根据权利要求1所述的钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，S1中还包括：在形成涂层之前，先将钽酸锂黑化晶片使用夹具竖直固定且固定处位于钽酸锂黑化晶片的厚度方向侧面上。
5.根据权利要求1所述的钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，所述钽酸锂黑化晶片的退白方法还包括：在S1中形成涂层之前，先对钽酸锂黑化晶片进行预清洗、干燥的步骤，所述预清洗的过程包括：先在酸液中进行第一清洗，以去除晶片表面氧化层；之后放入清洗液中超声清洗，以去除晶片表面颗粒；然后放入水中超声清洗以去除晶片残留清洗液；
其中，所述第一清洗的条件包括：清洗温度为60-120℃，清洗时间为10-30min；所述超声清洗的超声频率均为40-60kHz，清洗液的清洗时间为10-30min，水的清洗时间为3-5min；
其中，所述酸液中酸为硝酸、氢氟酸、硫酸中的至少一种，酸液中酸的浓度为30-98wt%；所述清洗液包括氨水、双氧水和水，氨水、双氧水和水的质量比为1：1-2：5-10。
6.根据权利要求1所述的钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，S2中所述激光退火的条件还包括：激光的波长为300-1064nm，和/或，激光脉冲频率为20-100kHz。
7.根据权利要求1所述的钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，S2中，在钽酸锂黑化晶片的两侧分别设置对应的激光束，通过激光束在具有涂层的钽酸锂黑化晶片的两侧同时进行所述激光退火。
8.根据权利要求1所述的钽酸锂黑化晶片的退白方法，其特征在于，所述钽酸锂黑化晶片的退白方法还包括：对S2处理后得到的晶片进行去残留清洗、干燥；所述去残留清洗的过程包括：先放入腐蚀液中进行第二清洗，以去除晶片表面的含氧化剂杂质，然后用水清洗去除残留腐蚀液；
其中，所述腐蚀液包括氢氟酸、硝酸以及水，氢氟酸、水和硝酸的质量比为1-5：5-20：1；第二清洗的条件包括：清洗时间为10-30min，清洗温度为50-70℃；水清洗的时间为3-5min。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106048735A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-10-26 | 天通控股股份有限公司 | 一种钽酸锂或铌酸锂晶体基片黑化方法 |
| CN107177888A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-19 | 成都泰美克晶体技术有限公司 | 一种处理钽酸锂基片的方法 |
| CN108624961A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-09 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种钽酸锂黑片的回收再利用方法 |
| WO2019149074A1 (zh) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 福建晶安光电有限公司 | 一种晶片的黑化方法及黑化后晶片 |
| CN111230598A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-06-05 | 德清晶辉光电科技股份有限公司 | 一种8英寸铌酸锂晶片的制备方法 |
| CN114836836A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-08-02 | 济南大学 | 一种铌酸锂晶片/钽酸锂晶片局域快速黑化方法 |
-
2023
- 2023-12-13 CN CN202311704617.7A patent/CN117403326B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106048735A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-10-26 | 天通控股股份有限公司 | 一种钽酸锂或铌酸锂晶体基片黑化方法 |
| CN107177888A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-19 | 成都泰美克晶体技术有限公司 | 一种处理钽酸锂基片的方法 |
| WO2019149074A1 (zh) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 福建晶安光电有限公司 | 一种晶片的黑化方法及黑化后晶片 |
| CN108624961A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-09 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种钽酸锂黑片的回收再利用方法 |
| CN111230598A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-06-05 | 德清晶辉光电科技股份有限公司 | 一种8英寸铌酸锂晶片的制备方法 |
| CN114836836A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-08-02 | 济南大学 | 一种铌酸锂晶片/钽酸锂晶片局域快速黑化方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Performance of LiTaO3 Crystals and Thin Films and Their Application;Xuefeng Xiao等;《Crystals》;20230810;第1-21页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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