一种适用于碲镉汞外延薄膜表面的抛光夹具制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于碲镉汞外延薄膜表面的抛光夹具。该抛光夹具为圆柱形，包括置片块和配重块；置片块和配重块用螺纹连接，置片块上表面中心位置设置有作为片槽的凹陷区域，该区域的四周设置有弧形槽；凹陷区域为正四边形，其四条边中心位置和四个角设置弧形槽并开槽至置片块圆形边缘，抛光时，弧形槽方向与抛光磨料运动方向一致。弧形槽的槽深与凹陷区域高度相同；弧形槽的宽度与取片槽的宽度相同，取片槽槽深大于凹陷区域高度；取片槽的长度延伸至凹陷区域。本发明专利技术通过确定抛光夹具径高比、弧形槽曲率半径、槽宽、槽深、弧形槽位置、数目等参数，可在碲镉汞表面平坦化过程中最大程度地均匀材料表面抛光液，使碲镉汞表面抛光均匀性得到有效控制。均匀性得到有效控制。均匀性得到有效控制。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于碲镉汞外延薄膜表面的抛光夹具


[0001]本专利技术涉及一种适用于碲镉汞外延薄膜表面平坦化的抛光夹具，属于光电材料


技术介绍

[0002]碲镉汞(Hg
1-x
Cd
x
Te)材料是具有直接带隙的化合物材料，其禁带宽度可随组分x的变化在0～1.6eV范围内连续调节，可实现对整个红外波段的探测，是目前红外探测器研制的首选材料，在精确制导、空间遥感、导弹预警及航天领域等方面有着重要的应用。
[0003]液相外延法是目前应用较广的一种生长碲镉汞薄膜材料的方法，然而液相外延生长的碲镉汞薄膜表面存在固有生长缺陷，如宏观波纹、台阶等，严重影响了外延薄膜材料表面的平整度和粗糙度。
[0004]有研究表明，碲镉汞材料表面平整度会影响光学信号在器件上的传输特性，进而影响器件的响应率和光学串音。材料表面粗糙度会影响器件的表面漏电流和光学信号的传输特性，同时碲镉汞外延材料表面粗糙度、平整度也会影响器件工艺的均匀性及稳定性控制，如钝化层稳定性、电极孔刻蚀的均匀性控制等，因而碲镉汞外延薄膜表面后续平坦化工艺对其表面质量的改善至关重要。
[0005]由于碲镉汞薄膜硬度比较小，平坦化工艺极易在其表面引入损伤，这些损伤会直接降低器件性能，同时碲镉汞外延薄膜厚度通常只有几微米到十几微米，因而对如此薄的外延材料进行平坦化且不引入损伤，这对平坦化工艺提出了很高的要求。实现碲镉汞薄膜表面平坦化有多种方法，常见方法为将材料粘接于玻璃基底上，采用真空吸附的方法夹持玻璃基底，进行材料抛光。由于抛光过程中，抛光盘转动造成的离心力使材料表面抛光液分布不均匀，影响碲镉汞薄膜表面抛光均匀性控制，进而影响材料表面平整度和粗糙度，而且材料抛光后去蜡清洗还会带来材料表面二次损伤。

技术实现思路

[0006]为了克服上述的影响碲镉汞薄膜表面抛光均匀性控制的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种针对液相外延碲镉汞薄膜表面平坦化的无蜡化学机械抛光用夹具，具体提供一种对液相外延碲镉汞薄膜进行表面精密抛光的技术方案。
[0007]本专利技术技术方案为：
[0008]一种碲镉汞材料表面无蜡抛光夹具，该抛光夹具为圆柱形，其夹具径高比小于1。夹具包括置片块和配重块；所述置片块和配重块用螺纹连接，置片块上表面中心位置设置有片槽，该片槽利用设置的凹陷区域形成，用于放置抛光材料；置片块上表面的片槽四周设置有弧形槽。
[0009]所述片槽呈正四边形，四边形的四条边中心位置和四个角开弧形槽，弧形槽向外开槽至置片块圆形边缘，弧形槽的方向为顺时针方向；弧形槽的槽深与片槽的深度相同，其中一条弧形槽的槽深大于片槽的深度，该弧形槽即取片槽。对抛光材料进行表面抛光时，材
料在抛光垫上做圆周运动和摆动运动，本专利技术的抛光夹具设计使材料表面抛光液的补充和出液达到动态平衡，实现材料表面均匀抛光，保证了抛光均匀性控制。
[0010]所述弧形槽的宽度与取片槽的宽度相同，取片槽的宽度大于所使用的取片工具的宽度；取片槽长度延伸至置片块中心放置抛光材料的区域，取片工具经由取片槽施力于抛光材料下表面，使抛光材料克服液体表面张力，脱离夹具置片区域，取出材料，解决了取片容易产生的材料损伤问题。
[0011]优选的，所述置片块材质为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有耐腐蚀的化学特性和较好的可塑性。
[0012]优选的，所述配重块材质为不锈钢材质，可以保证需要的抛光压力。
[0013]本专利技术的工作原理：
[0014]本专利技术在抛光过程中利用液体的表面张力吸附材料于片槽内进行抛光，抛光夹具合适的径高比以及表面弧形槽设计使材料表面抛光液的补充和出液达到动态平衡，实现材料表面均匀抛光。取片槽方便取片工具克服液体的表面张力，能够轻松取片，解决了取片操作不当造成材料损伤问题。本专利技术在碲镉汞表面平坦化过程中最大程度均匀材料表面抛光液，使碲镉汞表面抛光均匀性得到有效控制。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]抛光夹具设计可以改善材料表面由于离心力作用造成的抛光液分布不均匀，使材料表面抛光液的补充和出液达到动态平衡，实现材料表面均匀抛光。夹具的取片槽设计方便取片工具克服液体的表面张力，轻松取片，解决了取片操作不当造成材料损伤问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的适用于碲镉汞外延薄膜表面平坦化的抛光夹具的结构示意图；
[0018]其中，1-置片块；2-配重块；3-片槽；4-弧形槽；5-取片槽；6-连接螺纹。
[0019]图2和图3分别为未使用本专利技术的抛光夹具及使用本专利技术的抛光夹具的外延薄膜表面抛光后的效果对比图(激光共聚焦仪测试材料表面形貌)；
[0020]其中：抛光材料晶片20
×
25mm2，抛光后其表面粗糙度小于1nm(450
×
450μm2，轮廓仪测试)、平整度小于1.5μm(20
×
25mm2，激光干涉仪测试)。
具体实施方式
[0021]如图1所示，本专利技术抛光夹具为圆柱形，其夹具径高比小于1。包括置片块1、配重块2；置片块1与配重块2用螺纹连接，置片块1上表面中心位置设置有片槽3，该片槽3利用在置片块1上表面中心位置设置的凹陷区域形成，用于放置抛光材料；置片块1上表面的片槽3四周设置有弧形槽4。
[0022]所述片槽3呈正四边形，四边形的四条边中心位置和四个角开弧形槽4，弧形槽4向外开槽至置片块1的圆形边缘，弧形槽4的向心弧的方向为顺时针方向，抛光时弧形槽的方向与抛光磨料运动方向一致。弧形槽4的槽深与片槽3的深度相同。对抛光材料进行表面抛光时，材料在抛光垫上做圆周运动和摆动运动，本专利技术的抛光夹具设计使材料表面抛光液的补充和出液达到动态平衡，实现材料表面均匀抛光，保证了抛光均匀性控制。
[0023]所述弧形槽4的宽度与取片槽5的宽度相同，取片槽5的槽深大于片槽3的深度，其
槽宽大于所使用的取片工具的宽度，取片槽5的长度延伸至置片块1中心放置抛光材料的区域既片槽3的区域，取片工具经由取片槽5施力于抛光材料下表面，使抛光材料克服液体表面张力，脱离夹具的片槽3区域，取出材料，解决了取片容易产生的材料损伤问题。
[0024]优选的，所述置片块1材质为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有耐腐蚀的化学特性和较好的可塑性。
[0025]实施例
[0026]根据本专利技术的实施例，提供了一种适用于碲镉汞外延薄膜表面平坦化的无蜡抛光夹具，图1为本专利技术一种适用于碲镉汞外延薄膜表面平坦化的无蜡抛光夹具的结构示意图，本专利技术的抛光夹具的径高比不大于1，保证抛光时，驱动环带动抛光夹具均匀转动。所述置片块1的上表面平整度不大于8μm，置片块1的中心区域设计形成凹陷的片槽3，用于放置抛光材料，凹陷区域的平整度不大于10μm，保证抛光材料抛光表面的平整度。凹陷区域即片槽3的面积稍大于抛光材料的平面尺寸，但不会导致抛光时抛光材料在夹具凹陷区域内产生水平移动。凹陷区域的高度小于抛光材料的厚度，优选的，凹陷区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于碲镉汞外延薄膜表面的抛光夹具，其特征在于：该抛光夹具为圆柱形，包括置片块和配重块；所述置片块和配重块用螺纹连接，置片块上表面中心位置设置有片槽，该片槽利用设置的凹陷区域形成，用于放置抛光材料，置片块上表面的片槽四周设置有弧形槽；所述置片块的凹陷区域为正四边形，四边形的四条边中心位置和四个角设置弧形槽，该弧形槽开槽至置片块圆形边缘；所述弧形槽的槽深同置片块中心凹陷区域高度相同，其中一条弧形槽槽深大于置片块中心凹陷区域高度，该弧形槽即取片槽；所述弧形槽的宽度与取片槽的宽度相同；所述取片槽的长度延伸至置片块中心放置抛光材料的区域。2.如权利要求1所述的抛光夹具，其特征在于：所述抛光夹具的径高比小于1。3.如权利要求1所述的抛光夹具，其特征在于：所述置片块表面平整度不大于8μm，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋林伟，孔金丞，王静宇，洪雁，赵增林，马震宇，雷晓红，木迎春，杨洪文，姬荣斌，
申请(专利权)人：昆明物理研究所，
类型：发明
国别省市：