一种碲锌镉材料的抛光液及抛光工艺

碲锌镉作为一种极具战略意义和工程意义的材料，在尖端科学和高科技领域发挥着越来越重要的作用。其主要应用领域如下：高能射线（X 射线和γ射线）探测器；生长碲镉汞红外探测材料的衬底；太阳能电池的顶层材料和背接触层材料等。碲锌镉材料的抛光是整个碲锌镉材料与器件制备中不可或缺的加工程序。碲锌镉材料的抛光方法可分为三种，即机械抛光、化学抛光和化学机械抛光。机械抛光技术是一种相对比较简单的加工技术。机械抛光的基本原理为选用一种比待加工晶体硬度高的磨料，将其均匀分散在去离子水中，在软抛光垫上对晶体进行抛光加工。由于抛光中所使用的磨料的硬度高于晶体的硬度，所以在磨料和工件相对运动中，硬的磨料会把工件表面凸起处的材料去除，从而使晶体表面平坦化。通常把晶体片抛光分为粗抛和精抛（细抛）两个工序进行：粗抛快速去除磨片时造成的机械损伤层和高畸变层；精抛则是要使晶体片表面达到高性能、高可靠器件对衬底片的高质量要求。但机械抛光容易在材料表面产生严重的损伤层，随着抛光原理的不断创新和抛光加工工艺的不断发展，在实际生产中，机械抛光己经被一些新颖的抛光技术逐步所取代。化学抛光即酸腐蚀，所采用的主要物质为氢氟酸或氟离子的溶液。其机理为：半导体在化学抛光液中，由于酸的氧化作用，表面形成一层较厚的粘液膜，这层粘液膜在半导体表面较凸的部分较薄，较凹的部分较厚。同时，由于酸的还原作用，使半导体表面发生溶解反应，从而使半导体表面达到整平的目的。但是氢氟酸是一种高毒物质，极易挥发到空气中，而且抛光液为非均匀腐蚀，可能会引起晶片表面的化学计量比偏离。化学机械抛光产生于20世纪60年代，在这之前导体晶片抛光大都采用机械抛光，通过机械运动用磨料磨除晶片的凸起部分，可得到镜面表面，但表面损伤极其严重。化学机械抛光是一种用于半导体晶片抛光的成熟工艺，是已知的唯一能使平坦化后具有低斜率的整体平坦化技术。化学机械抛光技术具有许多优点，这使得它成为时代最广泛使用的平坦化技术。其优点是可以有效地兼顾表面的全局和局部平整度，已成为半导体加工行业实现晶片全局平面化的主流技术之一。半导体化学机械抛光工艺是衔接材料与器件制备的边沿工艺，它极大地影响着材料和器件的成品率，并肩负消除前加工表面损伤沾污以及控制诱生二次缺陷和杂质的双重任务。化学机械抛光技术是化学作用和机械作用相结合的技术，其过程相当复杂，影响因素很多。化学机械抛光中最重要的影响因素是化学机械抛光液的成分与比例。化学机械抛光工艺是在化学和机械的共同作用下从工件表面去除材料，化学机械抛光的原理是，在机械研磨晶片的同时发生了化学腐蚀作用，这样就能除去切片或磨片时所产生的机械表面损伤层（或称亚表面损伤层），使晶体片表面光洁如镜，达到预定的抛光效果。由于以化学作用为主，机械作用为辅，因此，与机械抛光工艺相比，化学机械抛光可以获得更高精度、更低表面粗糙度的晶体表面。由于选用比晶片软或者与工件硬度相当的磨粒，在化学反应和机械作用的共同作用下从工件表面去除极薄的一层材料，因而可以获得高精度、低表面粗糙度、无加工缺陷的工件表面。化学机械抛光系统是由一个旋转的晶片夹持器、承载抛光垫的工作台和抛光液供给装置三大部分组成。化学机械抛光加工时，旋转的工件以一定的压力压在旋转的抛光垫上，而由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在工件与抛光垫之间流动，在工件表面产生化学反应，生成一层反应膜，该反应膜由磨粒和抛光垫的机械作用去除，在化学成膜和机械去膜的交替过程中实现超精密表面加工。由于采用比工件软或者与工件硬度相当的磨粒，在化学反应和机械作用的共同作用下从工件表面去除材料，因此，化学机械抛光可以获得高精度、低表面粗糙度、无加工缺陷的工件表面。化学和机械两个过程的快慢综合和一致性影响着工件的抛光速率和抛光质量。抛光速率是由这两个过程中速率慢的过程所控制。因此要实现高效率、高质量的抛光，必须使化学作用过程和机械作用过程进行良好匹配。化学机械抛光可以处理碲锌镉材料表面的粗糙度，但是现有的碲锌镉材料用抛光液抛光后会在碲锌镉表面产生抛光纹路及表面损伤层的问题。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种碲锌镉材料的抛光液及抛光工艺，该技术的有益效果是：该技术抛光液用于碲锌镉抛光时材料去除率高，并可有效去除碲锌镉及其它II-VI表面的划痕和损伤，现将该一种碲锌镉材料的抛光液及抛光工艺及技术方案及实施例介绍如下供研究交流参考：（841133  221577）