工艺参数对化学机械抛光磷锗锌晶体表面粗糙度的影响

作者：聂清清; 付思源; 梅斌; 孙守利; 阳红^*

来源：电镀与涂饰, 2023, 42(07): 63-73.

DOI：10.19289/j.1004-227x.2023.07.010

• 磷锗锌晶体
• 切割
• 研磨
• 化学机械抛光
• 表面粗糙度
• 正交优化

针对高能领域对磷锗锌(ZGP)晶体表面粗糙度达到亚纳米级的要求，提出一套完整的ZGP晶体加工工艺。首先用内圆切割机将ZGP晶体切成7 mm×7 mm×15 mm的长方体；然后根据对比实验，选取最佳磨粒(金刚石)粒径为5μm，用机械研磨的方法使晶体的表面粗糙度(Sa)降至150 nm左右；随后基于化学机械抛光(CMP)技术，设计了粗抛光(采用3μm的金刚石悬浮液作为抛光液)和精抛光(SiO2体系)两道工序，通过单因素实验确定了最佳抛光时间均为1 h，并通过正交试验得到如下优化的精抛光工艺：SiO2粒径0.05μm,SiO2质量分数8%,H2O2质量分数3%,p H=9，抛光压力17.24 kPa，抛光转速13.5 r/min，抛光液流量300 mL/min。最终得到表面粗糙度为0.106 nm的超光滑ZGP晶体。

• 单位
  中国工程物理研究院机械制造工艺研究所