[发明专利]一种无蜡研磨精抛碲锌镉晶片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碲锌镉（CdZnTe）晶片无蜡研磨、精抛工艺，具体是指一种用于II-VI族半导体晶体材料的研磨和精抛工艺，该工艺无需贴蜡，减少了由于粘蜡引入的污染。它适用于红外晶体材料的研磨和精抛，特别适用于碲锌镉晶体的研磨、精抛工艺。

背景技术

碲锌镉(CdZnTe)晶体在航空、航天以及军事、民用等方面具有重大用途，通过调节Zn的组分，该晶体即可以用作航天红外遥感关键元器件HgCdTe焦平面的衬底，还可作深空高能射线探测材料，并且在未来载人空间站中作为太阳能电池材料具有较大的应用前景。

CdZnTe晶片是重要的红外航空、航天材料，目前在航天领域的HgCdTe外延薄膜时作为衬底材料。在现有常规前道工艺中，CdZnTe晶体经过定向、切割之后，需要熔融热蜡将晶片贴在载物盘上，再进行研磨、精抛等工艺。抛光之后的晶片再经过熔融蜡，将晶片从载物盘上取下，然后反复热浴去蜡。但蜡的引入很难去除干净，在后继的外延工艺中会引入污染。即使经过热三氯乙烯沸腾热浴也未必能将蜡去除干净。如果蜡去除不干净，会对后期的外延过程产生严重的影响，极大的影响外延材料的质量。若在研磨和精抛工艺中，不粘蜡，将有效减少由于蜡去除不干净造成的外延形貌缺陷。

发明内容

本发明目的是提供了一种不贴片、批量研磨CdZnTe晶片的工艺。本专利解决了CdZnTe晶片的无蜡研磨、抛光工艺，不贴片、批量研磨、抛光可以有效提高研磨效率和研磨质量，减少蜡污染，本方法可以控制住研磨参数，如：晶片厚度、研磨时间、转速、上下盘压力、游行片开孔大小、研磨剂用量以及研磨颗粒大小等。

CdZnTe晶片无蜡研磨、抛光工艺成熟之后，在此衬底上进行HgCdTe外延薄膜的生长其晶体质量，结构会有进一步提高，对其电学参数的优化也有重要意义。具体工艺如下：

1、利用内圆切割机将定好晶向的CdZnTe晶片从晶锭上切割，利用划片机将晶片划成需要的标准尺寸。经热三氯乙烯、丙酮清洗去油，酒精、去离子水反复清洗去污。高纯氮气将晶片吹干，放入表面皿。

2、将光学玻璃级的载物盘用丙酮、酒精、去离子水依次清洗干净，表面贴上提前做好模具，如图1（开孔尺寸根据标准样品进行确定，比样品稍微大一点，薄一点，便于后面的放片、取片）。

3、将贴好模具的载物盘记为W7，用去离子水清洗干净，将样品取出放入模具的开口处，由于去离子水的表面张力，样品就会吸附在载物盘上，利用7um的Al₂O₃颗粒悬浮液作为研磨液，转速80转/分钟，粗研磨4分钟，不要取片，将带着样品的载物盘W7用去离子水反复清洗，将表面附着的7um的Al₂O₃颗粒清洗干净，然后晶片取下，放在表面皿里清洗背面附着的7um的Al₂O₃颗粒研磨液。

4、将清洗好的晶片放入第二个已经贴好模具的载物盘记为W3.5，利用3.5um的Al₂O₃颗粒悬浮液作为研磨液，转速80转/分钟，粗研磨3分钟，不要取片，将带着样品的载物盘W3.5用去离子水反复清洗，将表面附着的3.5um的Al₂O₃颗粒清洗干净，然后晶片取下，放在表面皿里清洗背面附着的3.5um的Al₂O₃颗粒研磨液。

5、将清洗好的晶片放入第三个已经贴好模具的载物盘记为W1，利用1um的Al₂O₃颗粒悬浮液作为抛光液，将玻璃研磨盘换为绒布盘，转速80转/分钟，抛光3分钟，不要取片，将带着样品的载物盘W1用去离子水反复清洗，将表面附着的1um的Al₂O₃颗粒清洗干净，然后晶片取下，放在表面皿里清洗背面附着的1um的Al₂O₃颗粒抛光液。

6、将清洗好的晶片放入第四个已经贴好模具的载物盘记为W0，将绒布盘换为精抛盘，利用80nm的Al₂O₃抛光液作为精抛液，转速95转/分钟，精抛10分钟，不要取片，将带着样品的载物盘W0用去离子水反复清洗，用高纯、长纤维棉花将表面附着的80nm的Al₂O₃化学抛光液清洗干净，否则残余的抛光液会对晶片有进一步的腐蚀。