[发明专利]可用于光电器件衬底的氧化锌单晶抛光技术

权利要求书

1.一种氧化锌单晶衬底的抛光方法，其特征在于包括下列步骤；

1）单晶粗磨：使用320~500 Cw的砂纸对切割好的，厚度为1.0 mm左右的氧化锌单晶的表面进行人工粗磨，所述的氧化锌晶片表面无切割锯痕；

2）粘片上盘：使用320~500 Cw的砂纸将粗磨好的，厚度为0.8 mm左右的氧化锌晶片进行倒角，将倒角好的晶片放在控温/冷却加压粘片机的平台上进行加热，加热温度为80-110 ℃，再使用加热的专用粘结剂趁热涂抹在晶片上表面，最后用直径为9 cm的圆柱形不锈钢压饼压在晶片上，晶片所受到的压力为100~200 g/cm²；保温5 min后，冷却，将粘有氧化锌晶片的不锈钢压饼放在精密研磨抛光机；

3）机械粗磨：在精密研磨抛光机a上，采用铸铁研磨盘研磨，研磨压力为100~200 g/cm²；研磨盘转速为30-84 r/min，，采用平均粒径为10μm的SiC磨料离子水悬浊液，研磨液的流速为15~45 ml/min，研磨时间为10~40 min，所述的氧化锌单晶要求达到表面无磨料划痕，厚度达到0.65 mm；

4）机械细磨：在精密研磨抛光机b上，采用聚氨酯抛光盘作为研磨平台，研磨压力为130~180 g/ cm²，抛光盘转速为30-84 r/min，研磨液采用平均粒径为7 μm的Al₂O₃磨料和去离子水悬浊液，研磨液的流速为15~45 ml/min，研磨时间为30~60 min，所述的氧化锌单晶要求达到表面表面光亮、疏水性好，无划痕，厚度达到0.60 mm左右；

5）机械粗抛：在精密研磨抛光机c上，采用聚氨酯抛光盘作为研磨平台，研磨压力为130~180 g/ cm²，抛光盘转速为30-84 r/min，研磨液采用pH值为9，平均粒径为3.5 μm的CeO₂磨料和去离子水悬浊液，研磨液的流速为15~45 ml/min，研磨时间为30~60 min，所述的氧化锌单晶要求达到表面无凹坑、无云雾状、无弧坑、波纹和桔皮，厚度达到0.55 mm左右；

6）化学机械精抛：在精密研磨抛光机d上，采用无纺布抛光盘作为研磨平台，研磨压力为130~180 g/ cm²，抛光盘转速为30-84 r/min，抛光液采用平均粒径为50 nm的SiO₂乳浊液，抛光液的流速为5~25 ml/min，抛光时间为60~90 min，所述的氧化锌单晶要求达到在原子力显微镜下观测无划痕，10 μm×10 μm范围内表面均方根粗糙度小于1 nm，而且厚度为0.485~0.515 mm；

7）清洗：在100级洁净室，将粘有化学机械抛光完毕的氧化锌单晶的不锈钢压饼放在控温/冷却加压粘片机上，均匀加热，控制温度为90~120 ℃，待粘结剂熔化后，用镊子取出氧化锌单晶放入温度为50-60 ℃的汽油内浸泡10 min，以除去单晶表面粘附的剩余粘结剂，接着放入温度为50-60 ℃的无水酒精内，超声清洗10~15 min，再用去离子水淋洗3~4 min，最后使用纯度为99.99%的氩气吹干；

8）封装：在100 级洁净室，放入弹性膜盒，被二层透明高弹性保护膜紧紧的悬空固定。

2. 根据权利要求1所述的氧化锌单晶衬底的抛光方法，其特征在于所述的专用粘结剂是由化学式为C₂₀H₃₀O₂的松香和酯化蜡组成，其重量比为1:1~1:1.4。

3. 根据权利要求1所述的氧化锌单晶衬底的抛光方法，其特征在于氧化锌单晶的Zn面先抛光，O面后抛光。

4. 根据权利要求1所述的氧化锌单晶衬底的抛光方法，其特征在于氧化锌单晶先粘结在一块稍大于单晶的、厚度为0.2 mm的铜片上，再把带有氧化锌单晶的铜片粘结在圆柱形不锈钢压饼上。

5. 根据权利要求1所述的氧化锌单晶衬底的抛光方法，其特征在于多块氧化锌单晶在一块圆柱形压饼压力作用下同时在研磨盘上进行抛光。

6. 根据权利要求1所述的氧化锌单晶衬底的抛光方法，其特征在于圆柱形不锈钢压饼边缘上粘结好硬度大于氧化锌单晶、厚度和氧化锌单晶等同的三块玻璃片，玻璃片起到均匀多块氧化锌单晶减薄速度。