一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液的製作方法
2023-09-17 10:13:05 2
一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液的製作方法
【專利摘要】本發明提出了一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液。其包括原料、稀釋劑、緩衝劑和氧化劑，其中所述原料包括雙氧水，所述稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物、甲醇或者去離子水，所述緩衝劑包括乙二醇，所述氧化劑包括氨根離子化合物，並且所述腐蝕液的PH值為9-12。採用這種腐蝕液對碲鋅鎘材料進行化學拋光後，碲鋅鎘晶片的表面粗糙度Ra可達0.3nm以下，並且晶片表面光亮潔淨無粘汙。
【專利說明】一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學腐蝕液【技術領域】，尤其涉及一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液。
【背景技術】
[0002]紅外焦平面探測技術具有光譜響應波段寬、可獲得更多地面目標信息、能晝夜工作等顯著優點，廣泛應用於預警探測、情報偵察、毀傷效果評估以及農牧業、森林資源的調查、開發和管理，氣象預報，地熱分布、地震、火山活動，太空天文探測等軍事和民事領域。
[0003]碲鎘汞薄膜材料是高性能紅外焦平面探測器的核心材料，而碲鋅鎘是與碲鎘汞的晶格結構匹配最好的一種襯底材料。襯底表面的缺陷、機械損傷和表面粗糙度可以延伸至外延層，影響外延層的結晶完整性，進而導致探測器組件的盲元和暗電流的增加。因此，提升碲鋅鎘襯底表面的質量對於提升探測器的性能具有十分重要的意義。
[0004]化學拋光是一種化學腐蝕的拋光方法，在拋光過程中，化學腐蝕的作用佔據了主導地位，機械磨削作用微乎其微，可以忽略不計。拋光時，碲鋅鎘晶片與拋光碟之間布滿了不含研磨劑的純化學試劑，純化學試劑直接與碲鋅鎘晶片表面發生化學反應生成相對容易去除的氧化層，該氧化層通過碲鋅鎘晶片與拋光墊的相對運動被去除。化學拋光工藝是整個碲鋅鎘晶片表面加工過程中的最後一步，對於能否獲得高質量的碲鋅鎘晶片表面起著至關重要的作用。
[0005]目前，碲鋅鎘晶片的化學拋光工藝中大都採用溴甲醇作為腐蝕液，然而採用溴甲醇化學拋光工藝加工後的碲鋅鎘晶片表面橘皮較重，晶片表面粗糙度也較大。同時經過溴甲醇腐蝕後的晶片表面有一定量的懸掛鍵或畸變，晶片表面吸附能$父尚，極易吸附周圍環境中的分子或原子，因此拋光後的碲鋅鎘晶片表面極易產生亮點。因此，需要一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液，以解決現有技術中存在的上述技術問題。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液。採用這種腐蝕液對碲鋅鎘晶片進行化學拋光後，碲鋅鎘晶片的表面粗糙度Ra可達0.3nm以下，並且晶片表面光亮潔淨無粘汙。
[0007]本發明採用的技術方案是:
[0008]一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液，其包括原料、稀釋劑、緩衝劑和氧化劑，其中所述原料包括雙氧水，所述稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物、甲醇或者去離子水，所述緩衝劑包括乙二醇，所述氧化劑包括氨根離子化合物，並且所述腐蝕液的PH值為9-12o
[0009]優選地，所述原料、所述稀釋劑以及所述緩衝劑混合後形成PH值待調溶液，其中，所述原料:所述稀釋劑:所述緩衝劑的體積比例為4:2:1。
[0010]優選地，所述PH值待調溶液的每一升加入所述氧化劑的體積為5ml-50ml。
[0011]優選地，所述稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物時，所述去離子水和所述甲醇的體積比為1:1。
[0012]優選地，所述稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物時，所述去離子水和所述甲醇的體積比為3:1。
[0013]採用上述技術方案，本發明至少具有下列優點:
[0014]採用這種腐蝕液對碲鋅鎘晶片進行化學拋光後，碲鋅鎘表面粗糙度Ra可達0.3nm以下，並且晶片表面光亮潔淨沒有粘汙。而且配置這種腐蝕液比較簡單，一次配置得到的腐蝕液可以用於幾十到幾百個碲鋅鎘晶片的化學拋光工藝，由此這種腐蝕液的利用率較高，從而降低了碲鋅鎘晶片的化學拋光工藝的成本。
[0015]
【具體實施方式】
[0016]為更進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效，對本發明進行詳細說明如後。
[0017]本發明提供的用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液包括原料、稀釋劑、緩衝劑和氧化劑。其中，原料包括雙氧水，稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物、甲醇或者去離子水，緩衝劑包括乙二醇，氧化劑包括氨根離子化合物。下面將詳細地描述本發明的腐蝕液及其各個組分。
[0018]第I實施例
[0019]原料包括雙氧水，稀釋劑為去離子水，緩衝劑為乙二醇，氧化劑為氨根離子化合物，並且腐蝕液的PH值為9-12。具體地:雙氧水:去離子水:乙二醇以體積比例為4:2:1組成PH值待調溶液，然後PH值待調溶液的每一升加入氨根離子化合物的體積為5ml-50ml，例如5ml，腐蝕液的PH值約為9。
[0020]採用該腐蝕液進行碲鋅鎘晶片化學拋光試驗時，腐蝕液的溫度為20°C?30°C時，碲鋅鎘的腐蝕速率為0.01微米/秒?0.05微米/秒。在試驗過程中所使用的碲鋅鎘晶片為經過前期處理的面積為5cm2?10cm2，晶向為〈111〉晶向或〈211〉晶向。
[0021]在本實施例中，腐蝕液的溫度採用25°C，採用該腐蝕液將碲鋅鎘晶片進行化學拋光後蹄梓錦晶片表面無明顯橘皮，晶片表面光殼無粘汙。
[0022]由於，雙氧水對碲鋅鎘腐蝕能力較小並且氨根離子化合物比溴的氧化性弱，氨根離子化合物只要是包含銨根離子的化合物即可，作為優選地，可以是nh4oh。另外，經過試驗得出:如果腐蝕液的PH值低於9，在化學拋光的過程中腐蝕液對碲鋅鎘幾乎沒有腐蝕作用，以至於晶片承受過大的來自拋光墊的機械作用而產生大量劃痕。如果腐蝕液的PH值高於12，會造成工藝過程控制難度加大、費用增加以及廢液回收處理困難，並且在化學拋光的過程中極易將碲鋅鎘晶片的表面嚴重氧化。基於以上因素，本發明的腐蝕液可以在化學拋光過程中精確控制對碲鋅鎘晶片的腐蝕速率，提高化學拋光工藝的精度。
[0023]另外，該腐蝕液與碲鋅鎘反應後的產物基本都溶解於腐蝕液中，少量沉積產物通過晶片表面與拋光墊的相對運動被帶走。另外，拋光後的晶片表面吸附能低，使得拋光後的晶片表面不容易吸附周圍環境中的分子或原子，因此拋光後的碲鋅鎘晶片表面的粗糙度低，晶片表面光亮潔淨無粘汙。
[0024]第2實施例
[0025]本實施例區別於第I實施例的是稀釋劑為甲醇，其它組分不變。其中，雙氧水:甲醇:乙二醇以體積比例為4:2:1組成PH值待調溶液，該PH值待調溶液的每一升中加入氨根離子化合物的體積為30ml，腐蝕液的PH值約為11。化學拋光試驗時，腐蝕液的溫度為25°C，將碲鋅鎘晶片用該腐蝕液進行化學拋光工藝，拋光後碲鋅鎘晶片表面無明顯橘皮，晶片表面光亮無粘汙。
[0026]第3實施例
[0027]相比與第I實施例和第2實施例，本實施例中以甲醇和去離子水的混合物作為稀釋劑，其它組分不變。並且，雙氧水:(去離子水和甲醇的混合物):乙二醇的比例為4:2:1組成PH值待調溶液。其中，去離子水和甲醇的體積比例為1:1。該PH值待調溶液的每一升中加入氨根離子化合物的體積為15ml，腐蝕液的PH值約為10。化學拋光試驗時，腐蝕液的溫度為25°C，採用該腐蝕液將碲鋅鎘晶片進行化學拋光後，碲鋅鎘晶片表面無明顯橘皮，晶片表面光殼無粘汙。
[0028]第4實施例
[0029]區別於第3實施例，本實施例中的稀釋劑中去離子水和甲醇的體積比例為3: I。雙氧水:(去離子水和甲醇的混合物):乙二醇的比例為4:2:1，以組成PH值待調溶液，其中去離子水和甲醇的體積比為3:1，例如去離子水和甲醇的混合物的總體積為2L，去離子水的體積為1.5L，甲醇的體積為0.5L。該PH值待調溶液的每一升中加入氨根離子化合物的體積為50ml，腐蝕液的PH值約為12。化學拋光試驗時，腐蝕液的溫度為25°C，採用該腐蝕液將碲鋅鎘晶片進行化學拋光工藝，拋光後的碲鋅鎘晶片表面無明顯橘皮，晶片表面光亮無粘汙。
[0030]通過【具體實施方式】的說明，應當可對本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解。
【權利要求】
1.一種用於碲鋅鎘材料化學拋光的腐蝕液，其特徵在於，包括原料、稀釋劑、緩衝劑和氧化劑，其中所述原料包括雙氧水，所述稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物、甲醇或者去離子水，所述緩衝劑包括乙二醇，所述氧化劑包括氨根離子化合物，並且所述腐蝕液的PH值為9-12。
2.根據權利要求1所述的腐蝕液，其特徵在於，所述原料、所述稀釋劑以及所述緩衝劑混合後形成PH值待調溶液，其中，所述原料:所述稀釋劑:所述緩衝劑的體積比例為4:2:1
3.根據權利要求2所述的腐蝕液，其特徵在於，所述PH值待調溶液的每一升加入所述氧化劑的體積為5ml-50ml。
4.根據權利要求2或3所述的腐蝕液，其特徵在於，所述稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物時，所述去離子水和所述甲醇的體積比為1:1。
5.根據權利要求2或3所述的腐蝕液，其特徵在於，所述稀釋劑包括去離子水和甲醇的混合物時，所述去離子水和所述甲醇的體積比為3:1。
【文檔編號】C23F3/04GK104498956SQ201510016364
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月13日 優先權日:2015年1月13日
【發明者】侯曉敏, 鞏鋒, 張瑛俠 申請人:中國電子科技集團公司第十一研究所