论文摘要
碲锌镉（CZT）晶体是一种新型三元化合物半导体材料,其电阻率高、原子序数大、禁带宽度大,且随锌含量的不同,禁带宽度从1.4eV（近红外）至2.26eV（绿光）连续变化。由于其性能优异,且不用液氮冷却就可在室温下工作,对X射线和γ射线能量分辨率好,可应用于天文、医学、工业、军事等领域的各种探测器和谱仪。同时它还可作为红外探测器材料碲镉汞（HgCdTe）的外延衬底,以及激光窗口和太阳电池等。目前,对于CZT晶体晶片的超精密加工技术,国内外的研究报道很少,尤其是对决定晶片表面最终加工质量的超精密加工理论和关键技术的文献根本无法查到。国外在技术上和产品上对我国实行封锁。本文对CZT晶片的拋光工艺和拋光机理进行了系统的实验研究。主要研究内容和结论如下:（1）通过试验分析,选用W2.5的Al2O3磨料,对CZT晶片进行了系统的机械抛光实验。研究了抛光压力、拋光盘转速、抛光液流量和磨料浓度对CZT晶片抛光效果的影响。在实验中发现,用W2.5的Al2O3抛光液对CZT晶片进行机械抛光加工时,合理选择抛光参数,可以兼顾低表面粗糙度和高材料去除率的要求。（2）根据CZT材料的物理化学性质,选用硫酸、硝酸和过氧化钠等化学试剂,以不同浓度配置了不同种类的无磨料拋光液,在不同的实验条件下,针对CZT晶片进行了以化学作用为主的拋光实验。从拋光反应物溶解性的角度分析了抛光液的化学作用机理,研究了用不同拋光液拋光CZT晶体晶片时的表面粗糙度和材料去除率。结果表明,要高效率获得高质量的CZT晶片表面,抛光液必须同时具备两个特点:即抛光液必须和CZT晶体表面产生化学反应生成难溶性的钝化膜:钝化膜的生成速度要与抛光垫摩擦去除钝化膜的速度相平衡。（3）在进行CZT晶片的机械抛光实验及其抛光液化学作用研究的基础上,选用纳米级SiO2磨粒和化学试剂硝酸为主要成分配制成的专用抛光液,对CZT晶片的化学机械拋光工艺进行了系统的研究。研究结果表明,化学机械抛光工艺可以满足CZT晶片实际生产的要求,是一种较为理想的加工工艺。选用合理的拋光工艺参数和使用所研制的抛光液,经过30分钟的拋光,CZT晶片表面粗糙度Ra可以达到0.5nm,材料去除率大于80 nm/min。