CZT的定向切割与研抛

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1、碲锌镉晶体的定向切割与研抛目录研究现状和研究意义1碲锌镉晶体的定向2碲锌镉晶体的切割3碲锌镉晶体的磨抛工艺4CompanyLogo碲锌镉的晶体结构Cd1-xZnxTe晶体属于立方晶系，面心立方点阵，43m点群，F空间群。对称元素有三个四次反演轴，四个三次轴和六个对称面。CompanyLogo外延衬底材料如：MCT探测器的外延衬底CZT的用途探测器材料如：X射线、γ射线探测器CompanyLogoCZT的用途CompanyLogo晶锭到晶片定向切割研抛CompanyLogoCZT晶片的加工现状20世纪60年代以前，半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

2、部分，可得到镜面表面，但表面损伤极其严重。1965年walsh提出二氧化硅溶胶和凝胶抛光后，以SiO2浆料为代表的化学机械抛光工艺就逐渐代替了以上传统方法。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。自八十年代以来，国外科技工作者相继开始对CZT进行研究，但由于CZT材料主要用于军事行业，所以国内外对CZT材料的加工很少报道，即使有报道也是凤毛麟角。CompanyLogoCZT作为探测器的机械加工标准《红外探测器用碲锌镉单晶材料规范》GJB2652A一2004中规定：机械加工时的粗糙度为0.08-0.12um，晶面为（1

3、11）、（211）面，组成X值为0.04士0.01.但是，如果CZT作为MCT的外延衬底材料，那么要求就很高，粗糙度达到1nm以下，平行度要求达到小于1.5um/cm.CompanyLogo为何要进行晶体定向要了解晶体的具体形态，只知道对称性是不够的晶体的具体形态取决于晶体的晶面在空间的方位，亦即晶面与对称要素之间的关系晶体具有各向异性的特性，在不同的方位其光学、电学和其它性能都不同CompanyLogo何谓晶体定向晶体定向：就是在晶体上建立坐标系统,即选定坐标轴（晶轴）和确定各晶轴上单位长（轴长）之比（轴率）晶轴交于晶体中心的三条直线分别表示为XYZ轴角各晶轴之间的夹角＝

4、YZ；＝XZ；＝XY轴率各晶轴上的轴单位之比a:b:c组成要素：晶体常数轴率a:b:c和轴角,,CompanyLogo晶体定向的原则1应当符合晶体所固有的对称性2尽可能使===90,a=b=cCompanyLogo晶体定向方法1光学法(光相法、锥光图法）2劳埃定向法3X射线衍射法CompanyLogoX射线的产生实验室中X射线由X射线管产生，X射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用钨丝制成，通电后可发射热电子，阳极（就称靶极）用高熔点金属制成（一般用钨，用于晶体结构分析的X射线管还可用铁、铜、镍等材料）。用几万伏至几十万伏的高压加速电子，电子束轰

5、击靶极，X射线从靶极发出。CompanyLogoX射线的反射定律布拉格定律nλ=2dsinθ  λ:波长d:晶间距θ:光子入射角CompanyLogo利用X射线单晶定向仪来定向首先将待测晶体放到定向仪的载物台上，使计数管固定在所待测晶体（hkl）面的2θ位置上，使手摇转轴固定在上述柱面的θ角位置上，然后将晶体沿轴向360°范围内徐徐转动，此时常能找到强度不等的反射信号。若360°内转动，上述2θ角位置均未发现反射信号，则可适当调整θ角；若发现反射信号，但强度很弱也可适当微调θ角，（2θ严格不动）一直调到最强为止。CompanyLogoCZT的(211)面CompanyLog

6、o硒化镉晶体定向切割方法根据硒化镉(CdSe)晶体结构的特点,发展了一种简便、快捷、准确的定向方法。此法只需观察CdSe晶体解理面上台阶的走向，便可确定CdSe晶体的C轴方向，即解理面上台阶延伸的方向为CdSe晶体的C轴方向，并采用X射线衍射法对结果进行了验证。已知C轴和某一晶面，借助激光正反射技术，可在CdSe单晶体上定向切割出任意所需的晶面。CompanyLogoCompanyLogo晶体的切割将待切割的晶体放到烤箱中加热，然后将在干燥箱中加热软化的石蜡粘结物均匀的涂在晶体上，将晶锭粘结在用石墨做成的有半圆形凹槽的长方体上，用线切割机以进刀速度0.2mm/min对晶锭进行

7、切割，每片的厚度选为1.7mm。切割完成后整体侵入丙酮数分钟以去除粘结物，用高纯酒精清洗晶片，凉干，然后装入编号的专用晶元盒中，以备后用。CompanyLogo晶片的研磨与抛光切割后的晶片表面有较深的机械刀痕，若要对晶片进行准确的光学性能测试，必须对晶片进行抛光。实验中分粗磨、细抛、化学抛光三个步骤对已切割的晶片进行正反两面的加工，以获得厚度均一，表面平整、光洁的晶片。CompanyLogo机械研磨用粒度为10μm的金刚石粉料配制一定浓度的悬浊液，用此悬浊液作为晶片机械研磨液，研磨设备用沈阳科晶公司生产