碲锌镉晶片双面磨抛加工表面损伤层研究

张文斌，郭 东，葛劢翀

( 中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京100176)

碲锌镉（Cadmium Zinc Telluride，缩写为CZT）晶体是一种新型三元化合物半导体材料。由于其电阻率高，原子序数大，而且禁带宽度随着锌含量的不同在1.4～2.26 eV 范围内连续变化，CZT 可用于制作X/γ 高能射线探测器[1]、碲镉汞红外探测器的外延衬底[2]、激光窗口和薄膜太阳能电池等。

CZT 晶片的表面状态对其作为器件和外延衬底应用有着重要的影响。CZT 晶锭切割后的晶片表面存在损伤层，表面损伤层内晶格的周期性被严重破坏，形成空间电荷区，造成表面漏电流，从而影响了CZT 电极接触和器件性能。外延衬底需要具有完整的超光滑表面，衬底表面的损伤层、杂质以及微缺陷将导致外延生长薄膜的高位错密度、晶格畸变等。随着实际应用对晶片表面质量要求的不断提高，需要研制专用的晶片双面磨抛设备和选择相应的双面磨抛技术。

目前，CZT 晶片的双面磨抛方法主要包括机械双面研磨、机械双面抛光、化学机械抛光和化学抛光。机械双面研磨和机械双面抛光是晶片上下两面在液体磨料、抛光垫及加压作用下，采用双面磨抛装置实现对CZT 晶片的研磨和抛光，去除晶片表面损伤层，提高表面平整度，降低表面粗糙度。化学机械抛光和化学抛光是在机械抛光过程的基础上，加入化学腐蚀液腐蚀晶片表面，有利于减小晶片表面粗糙度，但化学机械抛光过程的机械抛光和化学腐蚀之间的平衡通常较难控制，且化学腐蚀会改变晶体表面的化学计量比，使表面富碲。……