碲锌镉晶片的机械化学磨抛分析

对<111>方向的三块碲锌镉晶片进行了不同的机械磨抛、化学机械抛光、化学抛光,在相同的测量条件下用三维形貌干涉仪进行表面监测.比较了碲锌镉晶片不同的磨抛方法对碲锌镉晶片表面机械损伤的情况,开展了碲锌镉晶片不同的磨抛方法对损伤的去除程度的对比实验,进行了碲锌镉晶片表面粗糙度及平整度实现的研究.     

碲锌镉晶体表面磨抛方法研究

碲锌镉是一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料。随锌含量不同,其禁带宽度可连续调节,是用于制备红外探测器的碲镉汞材料的优良衬底。介绍了多种碲锌镉晶体的磨抛方法,包括手工研磨、机械抛光、化学抛光和机械化学抛光。借助多种表征技术和改良手段,碲锌镉晶体的表面加工取得了显著进步。     

碲锌镉晶片表面精密抛光系统研究

介绍了表面抛光的工艺过程和技术原理,对影响抛光质量的关键部件抛光盘主轴和承载器进行分析研究。通过抛光压力精密控制,抛光结果满足晶片表面平坦化要求。     

碲镉汞晶片表面加工损伤的电化学腐蚀观察方法

本文报道了一种新的观察碲镉汞（ＣＭＴ）晶片表面加工损伤的方法－－电化学腐蚀法。文中讨论了电化学腐蚀法的原理，给出了实验结果。实验表明：机械磨抛的ＣＭＴ晶片表面的加工损伤可用电化学腐蚀法清楚地揭示出来；磨抛产生的机械划痕在电化学腐蚀前后一一对应，而且腐蚀后可清晰、直观地看到腐蚀前看不见的机械划痕；结合化学腐蚀的方法测量了一定磨抛条件下Ｗ３．５磨料在ＣＭＴ晶片表面产生的最大加工损伤深度约３２－－４０μ     

磨抛工艺中HgCdTe晶片的表面损伤

用Ｘ射线反射形貌术研究了磨抛工艺在用Ｔｅ溶剂法和布里奇曼法生长的碲镉汞晶片表面引入的损伤，发现精磨精抛的ＨｇＣｄＴｅ晶片表面的损伤结构与切割、粗磨造成的损伤结构明显不同。根据实验结果分析，认为机械划痕是精磨精抛过程中的主要损伤结构，并提出一个新的表面损伤模型──表面不完全损伤模型。用Ｘ射线形貌相测出了精磨精抛ＨｇＣｄＴｅ晶片表面的平均损伤和最大损伤深度。结合压痕实验，确定了机械划痕周围的晶格应变区是高密度位错增殖区；在特定条件下，测出两者之间的比值约为５。最后讨论了最大损伤深度和平均损伤深度对探测器性能的影响。     

碲镉汞晶片表面加工损伤的电化学腐蚀观察方法

本文报道一种新的观察碲镉汞（ＣＭＴ）晶片表面加工损伤的方法──电化学腐蚀法。文中讨论了电化学腐蚀法的原理，给出了实验结果。实验表明：机械磨抛的ＣＭＴ晶片表面的加工损伤可用电化学腐蚀法清楚地揭示出来；磨抛产生的机械划痕在电化学腐蚀前后一一对应，而且腐蚀后可清晰、直观地看到腐蚀前看不见的机械划痕；结合化学腐蚀的方法测量了一定磨抛条件下Ｗ３．５磨料在ＣＭＴ晶片表面产生的最大加工损伤深度约３２～４０ｐｍ；机械磨抛产生的划痕和其在表面留下的应力沟道区是ＣＭＴ晶片表面在磨抛加工中受到损伤的主要机构。分析认为平均损伤深度主要影响磨抛ＣＭＴ晶片的表面复合速度，而最大加工损伤深度则对ＣＭＴ器件、特别是多元器件性能参数的均匀性影响比较大；故控制好ＣＭＴ晶片表面加工的最大损伤深度也是制备性能均匀的ＣＭＴ多元探测器的一个重要环节。     

晶片双面磨抛压力控制系统的研究

晶片双面磨抛设备主要用于双面磨抛晶片,其压力控制的精度、速度以及稳定性是影响晶片磨抛质量和磨抛效率的关键性指标,为了满足双面磨抛设备对压力的控制要求,设计了闭环压力控制系统,通过动态调整控制参数实现了对压力的精确控制.     

碲锌镉衬底表面处理研究

主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错缺陷揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理研究进行了详细介绍。从表面处理机理和工艺参数对衬底表面的影响两个方面介绍了机械研磨、机械抛光、化学机械抛光以及化学抛光4种表面处理工艺。同时,介绍了能揭示碲锌镉不同晶向表面的位错缺陷的Everson、Nakagawa及E_Ag三种化学腐蚀液。     

碲锌镉衬底表面处理研究

主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错缺陷揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理研究进行了详细介绍。从表面处理机理和工艺参数对衬底表面的影响两个方面介绍了机械研磨、机械抛光、化学机械抛光以及化学抛光4种表面处理工艺。同时,介绍了能揭示碲锌镉不同晶向表面的位错缺陷的Everson、Nakagawa及EAg三种化学腐蚀液。     

(111)晶向碲锌镉晶片双面腐蚀的对比

通过对材料减薄，并采用红外透射显微镜观察的手段，实现了对A面和B面腐蚀坑的同时观察.结果发现采用标准腐蚀剂在同一晶片的（111) A和（111) B面上形成的腐蚀坑大都不存在对应关系，深度腐蚀的实验也发现，表面腐蚀坑所对应的缺陷只局限于10μm的表层内，这表明大部分腐蚀坑所对应的不是通常认为的穿越位错. 进一步分析的结果表明，不同腐蚀剂形成的腐蚀坑所对应的缺陷有可能是不同类型的位错，甚至也可能起源于微沉淀物，通常将碲锌镉材料的腐蚀坑所对应的缺陷简单地归结为材料的位错是缺乏实验依据的.     

(111)晶向碲锌镉晶片双面腐蚀的对比

通过对材料减薄,并采用红外透射显微镜观察的手段,实现了对A面和B面腐蚀坑的同时观察.结果发现采用标准腐蚀剂在同一晶片的(111)A和(111)B面上形成的腐蚀坑大都不存在对应关系,深度腐蚀的实验也发现,表面腐蚀坑所对应的缺陷只局限于10μm的表层内,这表明大部分腐蚀坑所对应的不是通常认为的穿越位错.进一步分析的结果表明,不同腐蚀剂形成的腐蚀坑所对应的缺陷有可能是不同类型的位错,甚至也可能起源于微沉淀物,通常将碲锌镉材料的腐蚀坑所对应的缺陷简单地归结为材料的位错是缺乏实验依据的.     

液相外延碲镉汞薄膜的表面损伤研究

HgCdTe薄膜表面损伤层厚度测试对其加工工艺及其重要。本文采用白光干涉仪对HgCdTe薄膜表面粗糙度测试,并与损伤层厚度对比,研究发现粗糙度值达到稳定值后,上一步工艺引入的表面损伤已经完全去除,表面的损伤为抛光工艺引入的损伤。这一方法,既能方便快捷地确定损伤层是否完全去除,又未对测试样品产生破坏。     

用X射线双晶衍射测量碲镉汞晶片表面的加工损伤

用X射线双晶衍射法测量了x=0.273、晶向为[110]的碲镉汞晶体在切、磨过程中引入的加工损伤,测出了在切割、M5金刚砂研磨过程中产生的损伤层厚度分别为4μm～7#m、12μm～20μm,并测出在碲锅汞晶体中存在大量取向差为90"～810"之间的亚晶块.     

碲锌镉衬底晶向对碲镉汞薄膜表面形貌的影响

利用定向仪对原生晶片及加工后的碲锌镉衬底的晶向进行比较,观察不同晶向衬底液相外延碲镉汞薄膜的表面形貌,考察了衬底晶向偏差对液相外延碲镉汞薄膜表面形貌的影响。通过进一步的追踪碲锌镉衬底在加工过程中的晶向变化,研究衬底晶向变化的原因和解决方法。研究发现,碲锌镉晶体在初次定向切割后的加工过程中晶向会发生明显变化,而在厚度减薄较大的粗磨工艺后不会发生较大晶向偏差,因此,可将粗磨后衬底的再次定向结果作为进一步筛选碲锌镉衬底的依据,以保证液相外延碲镉汞薄膜的质量。     

碲镉汞表面钝化层研究

本文简要了碲镉汞光导探测器表面钝化层的研究及结果，介绍了阳极氧化膜的制备，氧化膜的化学组成及氧化膜的物理化学性质，阐述了阳极氧化膜的退火处理。经过退火处理，提高了氧化膜的绝缘性能。     

碲锌镉缓冲层液相外延技术的研究

文章报道了采用液相外延方法，在碲锌镉衬底上进行碲锌镉薄膜缓冲层生长的情况，并且采用X光双晶衍射仪、X光形貌仪、红外傅里叶光谱仪、二次离子质谱仪等手段对碲锌镉薄膜进行了表征，碲锌镉薄膜具有较好地组分及均匀性，晶体结构质量也较好。采用碲锌镉缓冲结构生长了碲镉汞液相外延片，其碲锌镉与碲镉汞薄膜界面附近的杂质得到了有效的控制。