一种晶体的抛光方法技术

本发明专利技术提供了一种晶体的抛光方法，包括如下步骤：步骤一，准备好晶片，对晶片进行常规抛光处理；步骤二，将抛光好的晶片清洗；步骤三，将清洗后的晶片置于居里温度以下10℃至20℃的保温箱中，保存0.5h至3h后，晶片随箱空冷（在空气氛围中自然冷却）至室温取出。现准备已经通过本方法抛光的LiNbO3、LiTaO3晶片，通过高倍显微镜和SEM（扫描电子显微镜）的观察发现，LiNbO3、LiTaO3晶片表面的缺陷显著减少，进一步的光学验证结果表明，本方法抛光后的LiNbO3、LiTaO3晶片性能分别有5%-12%的提升，作为精密光学器件，即使是细微的变化也会产生巨大的改变，显然5%-12%的性能加成意义是重大的。

【技术实现步骤摘要】
—种晶体的抛光方法
本专利技术公开了一种晶体抛光处理的新方法，将热处理引入到抛光处理过程中，特别是应用在要求高品质的光学晶体抛光上。
技术介绍
现阶段主要应用的抛光技术有:传统的机械抛光、化学抛光、电解抛光等；最新的化学机械抛光(CMP)、磁控抛光、流体抛光、超声抛光等。抛光不仅增加工件的美观，而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性及获得特殊性能。在电子设备、精密机械、仪器仪表、光学元件、医疗器械等领域应用广泛，选择合适的抛光方法和抛光工艺是提高产品质量的重要手段。以下简要说明主要方法原理特点。机械抛光，依靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光面的凸部而得到平滑面。作为最传统的抛光工艺，有着完善的工艺流程，其中机械损伤无法避免，故对于精密的光学晶体面还是很难适用。化学抛光，材料在化学介质中表面非平整部分将被溶蚀掉，以达到表面光滑。该方法不需要复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，而且可同时进行多件，抛光效率高。CMP，作为当前最主要的抛光方法，利用了磨损中的“软磨硬”原理，即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面抛光。在一定压力及抛光浆料存在下，被抛光工件相对于抛光垫作相对运动，借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐蚀作用之间的有机结合，在被研磨的工件表面形成光洁表面，从而避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤和由单纯化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。磁流变抛光，利用磁流变抛光液在磁场中的变流行进行抛光，当磁流变抛光液处于梯度磁场中时，其粘滞性明显增强，成为具有粘塑体的Bingham体(宾汉体)，抛光中当柔性抛光带和工件表面接触并存在相对运动时，就会在工件表面和接触区域产生剪切力，从而去除工件表面材料。无论是传统机械、化学抛光方法，还是最新的CMP、磁控抛光，尽管已经能将表面处理的很光滑，但是不可避免的引入了很多表面问题，诸如表面缺陷、内部微裂纹等等。而这些缺陷对于光学晶体是致命的难题，有可能影响到晶体的性能，严重时使晶体器件失效。
技术实现思路
本专利技术提供一种有效可行的抛光方法，即在晶体完成初步抛光后，将晶体置于低于该材料居里温度以下10°c -20°c的环境中，保温时间具体视每种晶体情况而定，从而将表面缺陷排出而达到修复表面晶体结构的目的，可以克服上述缺陷问题。本专利技术提供了，包括如下步骤:步骤一，准备好晶片，对晶片进行常规抛光处理；步骤二，将抛光好的晶片清洗；步骤三，将清洗后的晶片置于居里温度以下10°C至20°C的保温箱中，保存0.5h至3h后，晶片随箱空冷至室温取出。作为本专利技术的进一步改进，步骤一中对晶片进行化学机械抛光处理。作为本专利技术的进一步改进，步骤二中将抛光好的晶片用去离子水清洗。作为本专利技术的进一步改进，清洗后的晶片置于居里温度以下12°C至18°C的保温箱中。作为本专利技术的进一步改进，保温箱中，保存Ih至2h后，晶片随箱空冷至室温取出。作为本专利技术的进一步改进，晶片尺寸为20±4_X20±4_X4±lmm。作为本专利技术的进一步改进，晶片尺寸为20±2mmX20±2mmX4±0.5mm。作为本专利技术的进一步改进，晶片尺寸为20mmX20mmX4mm。本专利技术的有益效果是:1、本专利技术在抛光过程中引入了热处理，主动利用退火处理表面缺陷，克服其他方法没解决的难题，同时传承其他抛光处理的优点，从而得到更理想的晶体表面；2、在晶体抛光后，只需要将该试样置于居里温度以下10°C -20°C的保温箱中，保存一定时间后，缓慢冷却后取出即可，本方法相对简单、有效；3、本专利技术采用热处理不同于以往，重点加热到居里点温度以下，在保证原晶体不改变铁磁性的前提下，尽最大可能的消除抛光表面缺陷；4、本专利技术几乎适用于任何铁磁性试样的抛光处理，并可以在不改变原抛光工艺主体步骤前提下，作为最终抛光。【具体实施方式】本专利技术公开了对铌酸锂(LiNb03)、胆酸锂(LiTa03)晶体抛光后热处理方法，通过调节热处理温度(T)、保温时间(t)等可控因素，调整出最佳的晶体表面。本方法同样也可推广到其他种晶体的处理，特别是应用在要求高品质的光学晶体抛光上。实施例1步骤一,准备好两片尺寸:20mmX20mmX4mm的LiNb03单晶片，单晶切片取向为Z向；步骤二，对LiNb03晶片进行CMP常规抛光处理；步骤三，将抛光好的晶片用去离子水清洗后，置于1130°C的两个保温箱中，分别保存lh、2h后，晶片随箱空冷(在空气氛围中自然冷却)至室温取出；步骤四，采用高倍光学显微镜和SEM观察表面形貌质量，使用光学、电学检测方法分析其性能变化。注:LiNb03的居里温度为1140±4°C，主要应用其光学性能。实施例2步骤一,准备好两片尺寸:20mmX20mmX4mm的LiNb03单晶片，单晶切片取向为Z向；步骤二，对LiNb03晶片进行CMP常规抛光处理；步骤三，将抛光好的晶片用去离子水清洗后，置于1120°C的两个保温箱中，分别保存lh、2h后，晶片随箱空冷至室温取出；步骤四，采用高倍光学显微镜和SEM观察表面形貌质量，使用光学、电学检测方法分析其性能变化。注:LiNb03的居里温度为1140±4°C，主要应用其光学性能。实施例3步骤一，准备好两片尺寸:20mmX 20mmX4mm的LiTa03单晶片，单晶切片取向为Z向；步骤二，对LiTa03晶片进行CMP常规抛光处理；步骤三，将抛光好的晶片用去离子水清洗后，置于655°C的两个保温箱中，分别保存lh、2h后，晶片随箱空冷至室温取出；步骤四，采用高倍光学显微镜和SEM观察表面形貌质量，使用光学、电学检测方法分析其性能变化。注:LiTa03的居里温度为665±5°C，主要应用其光学性能。实施例4步骤一,准备好两片尺寸:20mmX20mmX4mm的LiTa03单晶片，单晶切片取向为Z向；步骤二，对LiTa03晶片进行CMP常规抛光处理；步骤三，将抛光好的晶片用去离子水清洗后，置于645°C的两个保温箱中，分别保存lh、2h后，晶片随箱空冷至室温取出；步骤四，采用高倍光学显微镜和SEM观察表面形貌质量，使用光学、电学检测方法分析其性能变化。注:LiTa03的居里温度为665±5°C，主要应用其光学性能。现准备已经过本方法抛光的LiNb03、LiTa03晶片，通过高倍显微镜和SEM (扫描电子显微镜)的观察发现，LiNb03、LiTa03晶片表面的缺陷显著减少，进一步的光学验证结果表明，本方法抛光后的LiNb03、LiTa03晶片性能分别有5%_12%的提升，作为精密光学器件，即使是细微的变化也会产生巨大的改变，显然5%-12%的性能加成意义是重大的。故从实验结果分析说明本方法十分适用于高品质晶体的精化处理抛光。本专利技术使用了热处理抛光技术，利用退火处理晶体表面缺陷，克服其他方法没解决的难题，同时传承其他抛光处理的优点，从而得到更理想的晶体表面；本专利技术中采用的热处理温度，根据具体抛光的晶体材料的居里温度而定，一般要低于其居里点以下10°c -200C ；本专利技术选用的热处理温度为居里点温度以下，避免因加热而导致铁磁性改变的弊端，实现了抛光表面最大化去除缺陷；本专利技术几乎适用于任何铁磁性试样的抛光处理,并可以在不改变原抛光工艺主体步骤前提下，作为最终抛光，其应用范围广、操作简单。以上内容是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体的抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，准备好晶片，对晶片进行常规抛光处理；步骤二，将抛光好的晶片清洗；步骤三，将清洗后的晶片置于居里温度以下10℃至20℃的保温箱中，保存0.5h至3h后，晶片随箱空冷至室温取出。

【技术特征摘要】
1.一种晶体的抛光方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，准备好晶片，对晶片进行常规抛光处理； 步骤二，将抛光好的晶片清洗； 步骤三，将清洗后的晶片置于居里温度以下10°c至20°C的保温箱中，保存0.5h至3h后，晶片随箱空冷至室温取出。2.根据权利要求1所述的一种晶体的抛光方法，其特征在于:步骤一中对晶片进行化学机械抛光处理。3.根据权利要求1所述的一种晶体的抛光方法，其特征在于:步骤二中将抛光好的晶片用去离子水清洗。4.根据权利要求1所述的一种晶体的抛光方法，其特征在于:...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向力，罗政纯，鲁运朋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：