CZT晶體加工表面-亞表面損傷研究.pdf

1、碲鋅鎘(Cd1-xZnxTe，簡稱CZT)晶體是20世紀(jì)80年代一種由CdTe發(fā)展起來的性能優(yōu)異的Ⅱ-Ⅵ族三元化合物半導(dǎo)體材料。它主要有兩個(gè)用途：一是作為外延生長紅外探測器材料HgCdTe襯底材料；另一個(gè)是最有潛力的室溫x/γ射線探測器材料。目前對(duì)CZT晶體的加工工藝為：內(nèi)圓切割—研磨—機(jī)械拋光—化學(xué)機(jī)械拋光，這些加工工藝對(duì)晶片造成的損傷會(huì)增大表面漏電流，同時(shí)缺陷的存在會(huì)成為外延生長HgCdTe的缺陷源，對(duì)其制作的探測器性能有嚴(yán)重影響。

2、因此，通過對(duì)CZT晶體加工表面/亞表面損傷進(jìn)行檢測和分析，以求實(shí)現(xiàn)CZT晶體的高效、低損傷超精密加工。 本文在分析研究硬脆材料已有的損傷檢測方法的基礎(chǔ)上，通過大量的試驗(yàn)研究，解決了損傷檢測中拋光液和腐蝕液配制的難題，最終確定了適合CZT晶體加工表面/亞表面損傷檢測方法。利用納米壓痕試驗(yàn)檢測CZT晶體不同晶面以及同一晶面不同晶向的納米硬度和彈性模量，對(duì)力學(xué)特性的各向異性進(jìn)行分析；利用Olympus光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM

3、)、Newview5022表面形貌輪廓儀等設(shè)備，對(duì)CZT加工表面質(zhì)量進(jìn)行檢測；采用截面顯微法檢測較大的亞表面損傷，角度拋光法檢測較小的亞表面損傷，并試驗(yàn)確定了合適的拋光液和腐蝕液；在此基礎(chǔ)上對(duì)不同加工工藝條件下的表面/亞表面損傷進(jìn)行檢測、分析。 試驗(yàn)結(jié)果表明：CZT晶體在不同晶面上以及同一晶面的不同晶向都表現(xiàn)出明顯的各向異性：加工工藝從內(nèi)圓切割—研磨/磨削—拋光，表面質(zhì)量有明顯改善(粗糙度降低，損傷深度不斷減小)，材料去除從脆性