鍺單晶切割片中缺陷的表面腐蝕研究.pdf

1、鍺單晶在紅外以及太陽能航空航天都有廣泛應(yīng)用。對鍺單晶表面的平整度要求也不斷提高，對內(nèi)部的位錯(cuò)數(shù)量也有要求。直拉單晶技術(shù)直接決定鍺錠內(nèi)部的位錯(cuò)密度，鍺錠的切割加工過程決定鍺片表面質(zhì)量，鍺片的品質(zhì)又影響著性能。因此研究鍺單晶片表面的損傷層，位錯(cuò)等缺陷對改進(jìn)鍺單晶的性能與加工有重要意義。
　　現(xiàn)階段主要通過HNO3-HF體系的腐蝕液拋光鍺單晶片，必須先腐蝕拋光，后用擇優(yōu)腐蝕顯示位錯(cuò)，其存在著步驟多、反應(yīng)自催化不可控、污染大的問題。本文主

2、要研究內(nèi)容為尋找一種新型的優(yōu)良腐蝕劑來顯示鍺單晶片的位錯(cuò)，通過觀察、計(jì)算位錯(cuò)密度來正確評價(jià)鍺單晶片的表面質(zhì)量，并通過截面腐蝕再用電鏡觀察來測量獲得其損傷層信息。
　　通過定性分析，在多種氧化劑中選擇了高錳酸鉀作為腐蝕液中的氧化劑，并分析了超聲對于鍺片腐蝕的影響，結(jié)果表明在長時(shí)間超聲時(shí)鍺片表面會(huì)受到損傷，不能很好的應(yīng)用于該體系加快反應(yīng)。通過定性分析，得出氫氟酸必須加入的結(jié)論。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中根據(jù)酸性腐蝕原理，提高氫氟酸的量，使腐蝕后鍺片

3、表面平整并能顯示位錯(cuò)。
　　后對腐蝕溫度進(jìn)行研究，配比相同時(shí)，在溫度較低時(shí)，腐蝕后的鍺片表面粗糙無光亮;溫度升到一定量時(shí)，腐蝕速率開始提升，表面平整度也開始變好，但溫度過高時(shí)，鍺片表面平整度又會(huì)下降。對腐蝕液配比研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕液配比對于鍺片腐蝕也有很大影響。這和腐蝕時(shí)包含兩個(gè)過程有關(guān)。通過對腐蝕時(shí)間的研究，研究表明在腐蝕120min后鍺片的粗糙度不再明顯變化，形貌上也趨于穩(wěn)定。最后得到V(KMnO4)∶V(HF)∶V(H2SO4)