一種制備鉭酸鋰晶片的方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種制備鉭酸鋰晶片的方法，包括：獲取鉭酸鋰基片；清洗鉭酸鋰基片；將鉭酸鋰基片置于腐蝕溶液中，并且在鉭酸鋰基片的中心位置處加熱腐蝕溶液，使鉭酸鋰基片在腐蝕溶液中腐蝕第一時間，獲得鉭酸鋰晶片；清洗并干燥鉭酸鋰晶片。本發明的實施例的方法中，對鉭酸鋰基片進行腐蝕時，在鉭酸鋰基片的中心位置處加熱腐蝕溶液，通過對該加熱位置的控制，實現了對鉭酸鋰基片表面的溫度分布的控制，進而控制了腐蝕速率，從而可以控制腐蝕后的表面粗糙度和均勻性。該方法制備的鉭酸鋰晶片的表面均勻性好，表面粗糙度小，并且背侵、背花等問題得到改善。
【專利說明】—種制備鉭酸鋰晶片的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體材料【技術領域】，尤其是涉及一種制備鉭酸鋰晶片的方法。
【背景技術】
[0002]超薄鉭酸鋰晶片通常用作紅外熱釋電探測器的敏感層，因此，必須減薄鉭酸鋰響應單元的厚度。通常的鉭酸鋰晶片原料的厚度遠厚于紅外熱釋電探測器件要求的厚度，所以一直以來減薄鉭酸鋰響應單元厚度都是熱釋電探測器的研究重點。
[0003]集成電路技術的發展也對晶片材料提出了更高的要求，獲得良好表面質量的鉭酸鋰晶片材料，對熱釋電器件的性能有更好的幫助。鉭酸鋰晶片的加工過程一般包括切割、磨邊、研磨、拋光、清洗等加工工序，其中拋光過程的作用在于進一步提高晶體表面的平整度和粗糙度，以滿足器件的要求。
[0004]鉭酸鋰晶片在研磨和拋光之后可以進一步采用化學溶液進行化學腐蝕，以提高晶體表面的平整度和粗糙度。
[0005]現有技術，因為研磨拋光軌跡的不穩定性，導致鉭酸鋰晶片呈現中間厚兩邊薄的厚度分布，化學腐蝕也不能很好的控制其表面腐蝕速率的大小分布，獲得的晶片均勻性較差，容易產生背侵、背花等問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的之一是提供制備鉭酸鋰晶片的方法，該方法制備的鉭酸鋰晶片的表面均勻性好，表面粗糙度小，并且背侵、背花等問題得到改善。
[0007]本發明公開的技術`方案包括:
提供了一種制備鉭酸鋰晶片的方法，其特征在于，包括:獲取鉭酸鋰基片；清洗所述鉭酸鋰基片；將所述鉭酸鋰基片置于腐蝕溶液中，并且在所述鉭酸鋰基片的中心位置處加熱所述腐蝕溶液，使所述鉭酸鋰基片在所述腐蝕溶液中腐蝕第一時間，獲得鉭酸鋰晶片；清洗并干燥所述鉭酸鋰晶片。
[0008]本發明一個實施例中，所述清洗所述鉭酸鋰基片的步驟包括:用丙酮水溶液在第一清洗溫度下超聲清洗所述鉭酸鋰基片第二時間；用無水乙醇水溶液在第二清洗溫度下超聲清洗所述鉭酸鋰基片第三時間。
[0009]本發明一個實施例中，所述第一清洗溫度為80°C，所述第二清洗溫度為80°C，所述第二時間為20至30分鐘，所述第三時間為20至30分鐘。
[0010]本發明一個實施例中，所述丙酮水溶液的質量濃度為99.5%，所述無水乙醇水溶液的質量濃度為99.7%。
[0011]本發明一個實施例中，所述在所述鉭酸鋰基片的中心位置處加熱所述腐蝕溶液的步驟包括:在所述鉭酸鋰基片的中心位置處將所述腐蝕溶液加熱到140°C至150°C。
[0012]本發明一個實施例中，所述第一時間為30至60分鐘。
[0013]本發明一個實施例中，所述使所述鉭酸鋰基片在所述腐蝕溶液中腐蝕第一時間的步驟還包括:在所述第一時間期間內，使所述腐蝕溶液相對于所述鉭酸鋰基片的表面流動。
[0014]本發明一個實施例中，所述清洗并干燥所述鉭酸鋰晶片的步驟包括:用去離子水沖洗所述鉭酸鋰晶片30秒至I分鐘，并將沖洗后的所述鉭酸鋰晶片在50°C至60°C下干燥I至2分鐘。
[0015]本發明的實施例的方法中，對鉭酸鋰基片進行腐蝕時，在鉭酸鋰基片的中心位置處加熱腐蝕溶液，通過對該加熱位置的控制，實現了對鉭酸鋰基片表面的溫度分布的控制，進而控制了腐蝕速率，從而可以控制腐蝕后的表面粗糙度和均勻性。該方法制備的鉭酸鋰晶片的表面均勻性好，表面粗糙度小，并且背侵、背花等問題得到改善。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一個實施例的制備鉭酸鋰晶片的方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖詳細說明本發明的實施例的制備鉭酸鋰晶片的方法的具體步驟。
[0018]如圖1所示，本發明的一個實施例中，一種制備鉭酸鋰晶片的方法包括步驟10、步驟12、步驟16和步驟18。
[0019]步驟10:獲取鉭酸鋰基片。
[0020]本發明的實施例中，首先獲取鉭酸鋰基片，然后，在后續的步驟(下文中詳述)中，對該鉭酸鋰基片進行處理，以制備所需要的鉭酸鋰晶片。
[0021]本發明的實施例 中，這里的鉭酸鋰基片可以是經過切割、磨邊、研磨和/或拋光等處理之后的鉭酸鋰基片。
[0022]步驟12:清洗鉭酸鋰基片。
[0023]獲取鉭酸鋰基片之后，在步驟12中，對該鉭酸鋰基片進行清洗。
[0024]本發明的一個實施例中，清洗鉭酸鋰基片的步驟可以包括:用丙酮水溶液在第一清洗溫度下超聲清洗該鉭酸鋰基片第二時間；然后用無水乙醇水溶液在第二清洗溫度下超聲清洗該鉭酸鋰基片第三時間。
[0025]這里，所說的“超聲清洗”是指將鉭酸鋰基片置于丙酮水溶液或者無水乙醇水溶液中后用超聲清洗儀器清洗鉭酸鋰基片，通過超聲波的振動使鉭酸鋰基片的表面被清洗干凈。
[0026]本發明的實施例中，這里的丙酮水溶液可以是質量濃度為99.5%的丙酮水溶液；這里的無水乙醇水溶液可以是質量濃度為99.7%無水乙醇水溶液。
[0027]本發明的實施例中，這里的第一清洗溫度可以為80°C ;這里的第二清洗溫度可以為80°C ;這里的第二時間可以為20至30分鐘；這里的第三時間為20至30分鐘。
[0028]步驟16:對鉭酸鋰基片進行腐蝕，獲得鉭酸鋰晶片。
[0029]在步驟12中清洗了鉭酸鋰基片之后，在步驟16中，對清洗后的鉭酸鋰基片進行腐蝕，以獲得所需要的鉭酸鋰晶片。
[0030]本發明的一個實施例中，可以將清洗后的鉭酸鋰基片置于腐蝕溶液中，并且在鉭酸鋰基片的中心位置處加熱腐蝕溶液，使該鉭酸鋰基片在腐蝕溶液中腐蝕第一時間，從而獲得所需要的鉭酸鋰晶片。[0031]本發明的一個實施例中，因為拋光軌跡的緣故，減薄拋光后的鉭酸鋰晶片呈現中間厚兩邊薄的形狀，可以在該鉭酸鋰基片的中心位置處將該腐蝕溶液加熱到140°C至150°C，也就是說，本發明的實施例中，腐蝕溫度可以是140°C至150°C。這樣就可以使得腐蝕速率從中間到晶片兩邊呈現遞減，最終得到的晶片呈現規則的形狀。
[0032]本發明的一個實施例中，該第一時間可以是30至60分鐘。
[0033]本發明的一個實施例中，在該腐蝕的過程中，也就是在該第一時間期間內，使腐蝕溶液相對于該鉭酸鋰基片的表面流動。
[0034]經過該腐蝕處理，即可以獲得所需要的鉭酸鋰晶片。
[0035]步驟18:清洗并干燥鉭酸鋰晶片。
[0036]在步驟16中獲得了鉭酸鋰晶片之后，在步驟18中，對該鉭酸鋰晶片進行清洗并干燥。
[0037]本發明的一個實施例中，可以用去離子水沖洗鉭酸鋰晶片30秒至I分鐘，并將沖洗后的鉭酸鋰晶片在50°C至60°C下干燥I至2分鐘。
[0038]下面對比描述幾個具體的實例。
[0039]實例1:
2片厚度為300MnT400Mm的一寸鉭酸鋰(LiTa03)基片架在晶片夾上，將裝有鉭酸鋰基片的晶片夾先用丙酮(質量分數99.5%)超聲清洗20-30分鐘(超聲溫度80°C)，然后用無水乙醇(質量分數99.7%)超聲清洗20-30分鐘(超聲溫度80° C)，最后用去離子水超聲清洗20分鐘，之后將基片放入化學腐蝕液中，腐蝕液體積為100ml，保持均勻加熱14(Tl50° C，腐蝕時間為30分鐘。整個腐蝕過程中化學腐蝕液相對于鉭酸鋰基片表面流動，獲得鉭酸鋰晶片。之后采用快沖與慢沖相結合的方式以去離子水清洗晶體表面，沖洗時間為30秒至I分鐘，加以手動沖洗晶片的方法。最后將鉭酸鋰晶片放入干燥箱中干燥，在5(T60°C溫度下干燥1-2分鐘。
[0040]使用臺階測試儀對本實例中獲得的2片鉭酸鋰晶片進行粗糙度測試，測試結果如下:
Α)鉭酸鋰晶片在顯微鏡和日光燈下觀察，晶片表面均勻性良好，無明顯劃痕；
B)測得2片鉭酸鋰晶片的粗糙度均值Ra=20.238Mm，其中第一片鉭酸鋰晶片的粗糙度Ral=23.006Mm，第二片鉭酸鋰晶片的粗糙度Ra2=17.47Mm。
[0041]實例2:
2片厚度為300MnT400Mm的一寸鉭酸鋰(LiTa03)基片架在晶片夾上，將裝有鉭酸鋰基片的晶片夾先用丙酮(質量分數99.5%)超聲清洗20-30分鐘(超聲溫度80°C)，然后用無水乙醇(質量分數99.7%)超聲清洗20-30分鐘(超聲溫度80° C)，最后用去離子水超聲清洗20分鐘，之后將基片放入化學腐蝕液中，腐蝕液體積為100ml，采取在鉭酸鋰基片中心加熱的方法，在14(Tl50°C溫度下，腐蝕時間為30分鐘。整個腐蝕過程中化學腐蝕液相對于鉭酸鋰基片表面流動，獲得鉭酸鋰晶片。之后采用快沖與慢沖相結合的方式以去離子水清洗晶體表面，沖洗時間為30秒至I分鐘，加以手動沖洗晶片的方法。最后將晶片放入干燥箱中干燥，在5(T60°C溫 度下干燥1~2分鐘。
[0042]使用臺階測試儀對本實例中通過中心加熱獲得的2片鉭酸鋰晶片的粗糙度進行測試，測試結果如下:A)鉭酸鋰晶片在顯微鏡和日光燈下觀察，晶片表面均勻性良好，無明顯劃痕；
B)測得2片鉭酸鋰晶片的粗糙度均值Ra=2.1265Mm，其中一片鉭酸鋰晶片的粗糙度Ral=L 208Mm,另一片鉭酸鋰晶片的粗糙度Ra2=3.045Mm。
[0043]通過實例I和實例2的對比可以看出，化學腐蝕時在鉭酸鋰基片的中心位置加熱(實例2)的情況下，相較于化學腐蝕時均勻加熱(實例I)的情況，獲得的鉭酸鋰晶片的粗糙度比較小，晶片表面均勻性得到改善，背侵、背花等問題得到明顯改善。
[0044]實例3:
6片厚度為55MnT65Mm的一寸鉭酸鋰(LiTa03)基片架在晶片夾上，將裝有鉭酸鋰基片的晶片夾先用丙酮(質量分數99.5%)超聲清洗20-30分鐘(超聲溫度80°C)，然后用無水乙醇(質量分數99.7%)超聲清洗20-30分鐘(超聲溫度80° C)，最后用去離子水超聲清洗20分鐘，之后將基片放入化學腐蝕液中，腐蝕液體積為100ml，采取基片中心加熱的方法，在14(T150°C溫度下，腐蝕時間為30分鐘。整個腐蝕過程中化學腐蝕液相對于鉭酸鋰晶片表面流動，獲得鉭酸鋰晶片。之后采用快沖與慢沖相結合的方式以去離子水清洗晶體表面，沖洗時間為30秒至I分鐘，加以手動沖洗晶片的方法。最后將晶片放入干燥箱中干燥，在5(T60°C溫度下干燥I~2分鐘。
[0045]使用臺階測試儀對本實例中獲得的6片晶片進行粗糙度測試，測試結果如下:
A)晶片在顯微鏡和日光燈下觀察，晶片表面均勻性良好，無明顯劃痕；
B)測得6片晶片粗糙度均值Ra=37.55nm。
[0046]由前述的各個 實施例和具體實例可知，本發明的實施例的方法中，對鉭酸鋰基片進行腐蝕時，在鉭酸鋰基片的中心位置處加熱腐蝕溶液，通過對該加熱位置的控制，實現了對鉭酸鋰基片表面的溫度分布的控制，進而控制了腐蝕速率，從而可以控制腐蝕后的表面粗糙度和均勻性。該方法制備的鉭酸鋰晶片的表面均勻性好，表面粗糙度小，并且背侵、背花等問題得到改善。
[0047]以上通過具體的實施例對本發明進行了說明，但本發明并不限于這些具體的實施例。本領域技術人員應該明白，還可以對本發明做各種修改、等同替換、變化等等，這些變換只要未背離本發明的精神，都應在本發明的保護范圍之內。此外，以上多處所述的“一個實施例”表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分結合在一個實施例中。
【權利要求】
1.一種制備鉭酸鋰晶片的方法，其特征在于，包括: 獲取鉭酸鋰基片； 清洗所述鉭酸鋰基片； 將所述鉭酸鋰基片置于腐蝕溶液中，并且在所述鉭酸鋰基片的中心位置處加熱所述腐蝕溶液，使所述鉭酸鋰基片在所述腐蝕溶液中腐蝕第一時間，獲得鉭酸鋰晶片； 清洗并干燥所述鉭酸鋰晶片。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗所述鉭酸鋰基片的步驟包括: 用丙酮水溶液在第一清洗溫度下超聲清洗所述鉭酸鋰基片第二時間； 用無水乙醇水溶液在第二清洗溫度下超聲清洗所述鉭酸鋰基片第三時間。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于:所述第一清洗溫度為80°C，所述第二清洗溫度為80°C，所述第二時間為20至30分鐘，所述第三時間為20至30分鐘。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于:所述丙酮水溶液的質量濃度為99.5%，所述無水乙醇水溶液的質量濃度為99.7%。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述鉭酸鋰基片的中心位置處加熱所述腐蝕溶液的 步驟包括:在所述鉭酸鋰基片的中心位置處將所述腐蝕溶液加熱到140°C至 150。。。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述第一時間為30至60分鐘。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述使所述鉭酸鋰基片在所述腐蝕溶液中腐蝕第一時間的步驟還包括:在所述第一時間期間內，使所述腐蝕溶液相對于所述鉭酸鋰基片的表面流動。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗并干燥所述鉭酸鋰晶片的步驟包括:用去離子水沖洗所述鉭酸鋰晶片30秒至I分鐘，并將沖洗后的所述鉭酸鋰晶片在50°C至60°C下干燥I至2分鐘。
【文檔編號】C30B29/30GK103603054SQ201310481244
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】劉子驥, 梁志清, 鄭興, 黎威志, 于云飛, 謝佳林, 李寧亮 申請人:電子科技大學