黄良根毕业设计 化学抛光 - 图文

苏州科技学院本科生毕业设计

为样品抛光45分钟、抛光1小时15分钟和抛光1小时的表面形貌。

表4.4 抛光45分钟、1小时15分钟和抛光1小时的样品的表面形貌 抛光时间 抛光45分钟 抛光1小时15分钟 抛光1小时 表面形貌 可看到一些腐蚀坑，坑的深度可达4.6nm左右。 看到很多明显的腐蚀坑，坑的深度可达11nm左右。 表面非常的平整光滑，较深的坑也只有0.5nm左右，较抛光前和抛光30min都要好。 表面粗糙度 1.067nm 4.846nm 0.3536 nm 4.4 实验小结

针对YAG基质，用H2SO4、H2O2体积比为1∶1的混合液作为化学抛光液，在室温下，采用不同的抛光时间对晶片进行化学抛光，即分别抛光30分钟、45分钟、1小时、1小时15分钟、1小时30分钟。为了更直观地观察比较各组实验结果，给出样品表面粗糙度与抛光时间关系的坐标图（图4.7）。

6.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0RSM/nm0153045607590Polishing time/min

图4.7 样品表面粗糙度与抛光时间关系的坐标图

从图4.7中可以明显地看出：当抛光时间不足1小时的时候，化学抛光不够充分，抛光效果未达最佳；而当抛光时间超过1小时的时候，则出现抛光过度进而严重腐蚀的现象，表面光滑程度迅速变差；抛光时间为1小时的时候，抛光效果较佳，表面无划痕，无明显腐蚀坑，Yb:YAG晶体的表面粗糙度仅为0.3536nm。

22

苏州科技学院本科生毕业设计

图4.8(a) ITO玻璃在AFM下的表面形貌图 (b) Yb:YAG晶体在AFM下的表面形貌图

Yb:YAG晶体这样的表面光滑程度是否符合生产工艺的要求呢，调查文献发现ITO玻璃是工业生产中常用的材料[10]，图4.8(a)给出了满足制造工艺要求的ITO玻璃在AFM下的平面表面形貌图，将之与Yb:YAG晶体抛光1小时的AFM下的平面表面形貌图（图4.8(b)）对比，ITO玻璃样品的表面粗糙度为1.336nm,而Yb:YAG晶体抛光1小时的表面粗糙度为0.3536nm,比ITO玻璃样品的表面光滑程度好得多。表面粗糙度在0.3536nm以内的Yb:YAG的晶体足以满足一些生产工艺对晶体表面光滑程度的要求。由此可见，化学抛光工艺具有深远的应用前景。

23

苏州科技学院本科生毕业设计

结 论

化学抛光技术是目前唯一能获得全局平面化效果的平整化技术，在强激光技术和大规模集成电路中都有很重要的应用。本文主要研究机械性能较好的石榴石晶体材料的化学抛光工艺。通过不同的化学抛光液抛光后效果对比实验，得出H2SO4、H2O2体积比为1:1的溶液为合适的化学抛光溶液。通过室温与高温抛光后效果对比实验得到，室温为合适的抛光温度。对晶片进行不同时间的化学抛光，将抛光后的晶片利用原子力显微镜等仪器进行表面形貌的测试。经过比较分析得到：在室温下，选用H2SO4、H2O2体积比为1:1的溶液为化学抛光液，抛光1小时，此工艺为石榴石晶片合适的化学抛光工艺。抛光后晶片表面在10×10μm2范围内平均粗糙度达到0.3536nm，与传统商用硅片抛光后效果相当。此抛光工艺的获得，解决了石榴石晶体在应用于高能激光器时由于表面粗糙影响输出功率的问题。

24

苏州科技学院本科生毕业设计

致 谢

在本文的写作过程中，在实验条件方面得到了苏州科技学院应用物理系实验室的大力支持，在理论方面得到了王晓丹老师的指导和帮助，我在此特别向王晓丹老师致以诚挚的谢意。同时向所有给予我帮助的其他老师致以真诚的感谢。

25