CN117697616A - 一种碲锌镉晶片的抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于晶片加工技术领域，公开了一种碲锌镉晶片的抛光方法。包括以下步骤：将晶棒切成晶片；将切出的晶片的111B面腐蚀出单晶区域，并记录好单晶区域的位置；对腐蚀后的晶片的111B面和111A面都进行粗抛；对粗抛后的晶片的111B面进行第一次精抛；按照记录好的单晶区域的位置，使用划片机将第一次精抛后晶片的单晶区域划出；将所得晶片划出来的单晶区域的111B面进行第二次精抛；清洗。本发明抛光方法工艺简单，操作方便，制备所得碲锌镉晶片的塌边及TTV问题得到明显改善。
Description
技术领域
本发明属于晶片加工技术领域，涉及一种碲锌镉晶片的抛光方法。
背景技术
碲锌镉（Cd1-xZnxTe，简称CZT）是一种新型II－VI族化合物半导体材料，由高纯Cd、Zn、Te材料经高温化学合成和生长得出。由于其独特的物理特性（较高的电阻率，较大的禁带宽度：能随着掺杂锌含量的变化，禁带宽度从1.4eV至2.26eV，连续变化），在室温下对X及γ射线有很好的探测能力，CZT在医学、核探测、安检、核工业、天文探测等辐射探测与成像领域有广泛的应用前景。除此之外在红外探测方面，CZT是MCT最为适用的外延衬底材料。
关于CZT晶片的加工，目前研究较少，在将CZT晶片加工作为探测器衬底材料时，现有常用的工艺为：先对CZT进行进行定向切片、倒角、研磨、抛光、清洗等工序，再进行后端加工。其中，表面平整度是判断衬底性能好坏的关键指标。目前该工艺过程中常见碲锌镉晶片边缘塌边，TTV差的问题，因此，急需开发出一种抛光工艺，缓解晶片塌边现象，提升晶片质量。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种可有效缓解晶片塌边现象，提升晶片质量的碲锌镉晶片的抛光工艺。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种碲锌镉晶片的抛光方法，包括以下步骤：
（1）将晶棒切成晶片；
（2）将步骤（1）切出的晶片的111B面腐蚀出单晶区域，并记录好单晶区域的位置；
（3）对步骤（2）腐蚀后的晶片的111B面和111A面都进行粗抛；
（4）对步骤（3）粗抛后的晶片的111B面进行第一次精抛；
（5）按照步骤（2）记录好的单晶区域的位置，使用划片机将步骤（4）第一次精抛后晶片的单晶区域划出；
（6）将步骤（5）所得晶片划出来的单晶区域的111B面进行第二次精抛；
（7）清洗。
优选地，步骤（1）中，将晶片切出，并用倒角机磨成圆片或者方片。将晶片切成统一规格，有益于提高抛光效率，节约成本。
优选地，采用混合腐蚀溶液将晶片表面腐蚀出单晶区域；所述混合腐蚀溶液为乳酸、硝酸、氢氟酸的混合溶液；混合腐蚀溶液中，乳酸、硝酸、氢氟酸的体积比为15~25：1~8：1~8；其中，用于配置的乳酸的质量浓度为85.0~90.0%、硝酸的质量浓度≥90.0%、氢氟酸的质量浓度为40.0~50.0%。
优选地，步骤（2）中，腐蚀后通过拍图记录单晶区域的位置。
优选地，步骤（3）中，使用双面研磨抛光机进行粗抛。
进一步优选地，粗抛过程中：抛光转速为30~60rpm，抛光压力为500~1000N，粗抛的抛光时间为90~120min。
优选地，步骤（4）中，使用单面研磨抛光机进行第一次精抛。
进一步优选地，步骤（4）中，第一次精抛过程中：抛光转速为30~60rpm，抛光压力为500~1000N，第一次精抛的抛光时间为5~10min。
优选地，步骤（5）中，划片机的主轴转速26000r~30000r，进刀速度为0.04~0.06mm/s。
优选地，步骤（6）中，使用单面研磨抛光机进行第二次精抛。
进一步优选地，，步骤（6）中，第二次精抛过程中：抛光转速为30~60rpm，抛光压力为500~1000N，第二次精抛的抛光时间为1~5min。
优选地，步骤（3）粗抛至平整度为3~5μm；步骤（4）第一次精抛至平整度为2~4μm；步骤（6）第二次精抛至平整度为1~3μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明抛光方法工艺简单，操作方便，制备所得碲锌镉晶片的塌边及TTV问题得到明显改善。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例公开了一种碲锌镉晶片的抛光方法，包括以下步骤：
（1）将晶棒用滚圆成4寸标准大小，将晶棒用软胶粘结至石墨条上，用多线切割机切割成片，随后将四寸晶片边缘进行倒边。
（2）采用混合腐蚀溶液将晶体的111B面腐蚀出单晶区域；所述混合腐蚀溶液为乳酸、硝酸、氢氟酸的混合溶液；混合腐蚀溶液中，乳酸、硝酸、氢氟酸的体积比为22：4：3；其中，用于配置的乳酸的质量浓度为85.0~90.0%、硝酸的质量浓度≥90.0%、氢氟酸的质量浓度为40.0~50.0%。
腐蚀后通过拍图记录好单晶区域的位置。
（3）用双面研磨抛光机对晶片的111B面和111A面进行粗抛，抛光转速为60rpm，抛光压力为1000N，粗抛抛光时间为120min，至平整度为4μm。
（4）用单面抛光机对粗抛后的晶片的111B面进行第一次精抛，抛光转速为40rpm，抛光压力为600N，抛光时间为120min，抛光转速比为2：1，抛光转速比为抛光过程中上下盘转速的对比值，至平整度为2μm。
（5）用划片机将晶片的单晶区域划出，划片机主轴转速为26000r，进刀速度0.06mm/s。
（6）用单面抛光机对晶片划出来的单晶区域的111B面进行单面进行第二次精抛，抛光转速为40rpm，抛光压力为600N，抛光时间2min，至平整度为1μm。
（7）清洗。
实施例2
本实施例公开了一种碲锌镉晶片的抛光方法，包括以下步骤：
（1）将晶棒用滚圆成3寸标准大小，将晶棒用软胶粘结至石墨条上，用多线切割机切割成片，随后将3寸晶片边缘进行倒边。
（2）采用混合腐蚀溶液将晶体的111B面腐蚀出单晶区域；所述混合腐蚀溶液为乳酸、硝酸、氢氟酸的混合溶液；混合腐蚀溶液中，乳酸、硝酸、氢氟酸的体积比为25：4：1；其中，用于配置的乳酸的质量浓度为85.0~90.0%、硝酸的质量浓度≥90.0%、氢氟酸的质量浓度为40.0~50.0%。
腐蚀后通过拍图记录好单晶区域的位置。
（3）用双面研磨抛光机对晶片的111B面和111A面进行粗抛，抛光转速为50rpm，抛光压力为800N，粗抛抛光时间为100min，至平整度为4μm。
（4）用单面抛光机对粗抛后的晶片的111B面进行第一次精抛，抛光转速为50rpm，抛光压力为800N，抛光时间为100min，抛光转速比为3：1，抛光转速比为抛光过程中上下盘转速的对比值，至平整度为3μm。
（5）用划片机将晶片的单晶区域划出，划片机主轴转速为27000r，进刀速度0.05mm/s。
（6）用单面抛光机对晶片划出来的单晶区域的111B面进行单面进行第二次精抛，抛光转速为50rpm，抛光压力为800N，抛光时间3min，至平整度为2μm。
实施例3
本实施例公开了一种碲锌镉晶片的抛光方法，包括以下步骤：
（1）将晶棒用滚圆成4寸标准大小，将晶棒用软胶粘结至石墨条上，用多线切割机切割成片，随后将4寸晶片边缘进行倒边。
（2）采用混合腐蚀溶液将晶体的111B面腐蚀出单晶区域；所述混合腐蚀溶液为乳酸、硝酸、氢氟酸的混合溶液；混合腐蚀溶液中，乳酸、硝酸、氢氟酸的体积比为20：6：1；其中，用于配置的乳酸的质量浓度为85.0~90.0%、硝酸的质量浓度≥90.0%、氢氟酸的质量浓度为40.0~50.0%。
腐蚀后通过拍图记录好单晶区域的位置。
（3）用双面研磨抛光机对晶片的111B面和111A面进行粗抛，抛光转速为45rpm，抛光压力为600N，粗抛抛光时间为90min，至平整度为5μm。
（4）用单面抛光机对粗抛后的晶片的111B面进行第一次精抛，抛光转速为60rpm，抛光压力为1000N，抛光时间100min，抛光转速比为5：1，抛光转速比为抛光过程中上下盘转速的对比值，至平整度为3μm。
（5）用划片机将晶片的单晶区域划出，划片机主轴转速：29000r，进刀速度0.04mm/s。
（6）用单面抛光机对晶片划出来的单晶区域的111B面进行单面进行第二次精抛，抛光转速为60rpm，抛光压力为1000N，抛光时间5min，至平整度为3μm。
对比例1
本对比例与实施例1基本一致，不同点在于：
没有步骤（3）。
对比例2
本对比例与实施例1基本一致，不同点在于：
没有步骤（4）。
对比例3
本对比例与实施例1基本一致，不同点在于：
没有步骤（6）。
实验数据
对实施例1~3、对比例1~3所得抛光后的碲锌镉晶片进行检测，数据如表1所示。
表1
从表1中可以看出：实施例1~3表面抛光效果均比对比例1~3要好。对于边缘状态来说，对比例1出现明显的崩边现象，实施例1~3只出现些许塌边现象或无塌边现象，对比例2和3存在塌边。对于厚度偏差TTV来说，本发明实施例控制较佳，对比例则效果较差。对于表面情况的反馈，实施例1~3表面无损伤点，只存在少量划伤，对比例1~3表面存在损伤点，多处划伤。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。
Claims (10)
1.一种碲锌镉晶片的抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将晶棒切成晶片；
（2）将步骤（1）切出的晶片的111B面腐蚀出单晶区域，并记录好单晶区域的位置；
（3）对步骤（2）腐蚀后的晶片的111B面和111A面都进行粗抛；
（4）对步骤（3）粗抛后的晶片的111B面进行第一次精抛；
（5）按照步骤（2）记录好的单晶区域的位置，使用划片机将步骤（4）第一次精抛后晶片的单晶区域划出；
（6）将步骤（5）所得晶片划出来的单晶区域的111B面进行第二次精抛；
（7）清洗。
2.如权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，采用混合腐蚀溶液将晶片表面腐蚀出单晶区域；所述混合腐蚀溶液为乳酸、硝酸、氢氟酸的混合溶液；混合腐蚀溶液中，乳酸、硝酸、氢氟酸的体积比为15~25：1~8：1~8；其中，用于配制的乳酸的质量浓度为85.0~90.0%、硝酸的质量浓度≥90.0%、氢氟酸的质量浓度为40.0~50.0%。
3.如权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，步骤（3）中，使用双面研磨抛光机进行粗抛。
4.如权利要求3所述的抛光方法，其特征在于，粗抛过程中：抛光转速为30~60rpm，抛光压力为500~1000N，粗抛的抛光时间为90~120min。
5.如权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，步骤（4）中，使用单面研磨抛光机进行第一次精抛。
6.如权利要求5所述的抛光方法，其特征在于，步骤（4）中，第一次精抛过程中：抛光转速为30~60rpm，抛光压力为500~1000N，第一次精抛的抛光时间为5~10min。
7.如权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，步骤（5）中，划片机的主轴转速26000rpm~30000rpm，进刀速度为0.04~0.06mm/s。
8.如权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，步骤（6）中，使用单面研磨抛光机进行第二次精抛。
9.如权利要求8所述的抛光方法，其特征在于，步骤（6）中，第二次精抛过程中：抛光转速为30~60rpm，抛光压力为500~1000N，第二次精抛的抛光时间为1~5min。
10.如权利要求1~9任一项所述的抛光方法，其特征在于，步骤（3）粗抛至平整度为3~5μm；步骤（4）第一次精抛至平整度为2~4μm；步骤（6）第二次精抛至平整度为1~3μm。
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