【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于碲鎘汞外延材料制備，尤其涉及一種多片碲鋅鎘復合襯底、其制備方法及應用。
技術介紹
1、目前，世界各國大力發展以大面陣、甚長波、雙多色甚至多波段、低成本為代表的第三代紅外焦平面探測器。第三代紅外焦平面探測器對碲鎘汞材料的面積、性能、可靠性等參數提出了更高的要求。碲鋅鎘襯底由于可通過控制鋅組分實現與碲鎘汞外延材料晶格匹配，實現準同質外延，從而提升碲鎘汞外延材料的性能。因此，碲鋅鎘襯底成為制備長波甚長波、雙多色、apd等對碲鎘汞外延材料有極高要求的第三代紅外焦平面探測器大的首選襯底。
2、常用于外延碲鎘汞材料的方法包括液相外延和分子束外延。液相外延通常采用方形碲鋅鎘襯底，而且尺寸固定且偏小。分子束外延如果采用碲鋅鎘襯底一般也是采用方形襯底，通用采用粘片與鉬托或者石墨托上；另外分子束外延也會采用硅和砷化鎵等替代襯底，以實現大尺寸低成本，但是由于此類替代襯底與碲鎘汞材料存在較大的晶格常數差異，形成大的晶格失配，從而增加碲鎘汞外延材料的缺陷密度，這嚴重制約替代襯底在甚長波、雙多色、apd等紅外探測器中的應用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種多片碲鋅鎘復合襯底、其制備方法及應用，本專利技術中的多片碲鋅鎘復合襯底可提升分子束外延碲鋅鎘基碲鎘汞材料的均勻性和結晶質量，同時提升碲鋅鎘材料利用率，降低碲鋅鎘襯底使用成本。
2、本專利技術提供一種多片碲鋅鎘復合襯底的制備方法，包括以下步驟：
3、a）將多片不規則碲鋅鎘襯底片進行雙面拋光，然后
4、b）在真空條件下，采用ar原子束對清洗后的碲鋅鎘襯底片和鍺片圓晶的鍵合面進行轟擊；
5、c）將轟擊后的鍺片圓晶和多片碲鋅鎘襯底片的鍵合面相接觸，進行鍵合，得到鍵合后的襯底；
6、d）將鍵合后的襯底進行退火，得到多片碲鋅鎘復合襯底；
7、所述退火的溫度為500~600℃，所述退火的時間為2~3小時。
8、優選的，在所述多片不規則碲鋅鎘襯底片中，任意兩片不規則碲鋅鎘襯底片的厚度差＜3μm。
9、優選的，所述步驟a）中的清洗具體為：
10、采用丙酮和甲醇對碲鋅鎘襯底片與鍺片圓晶沖洗后氮氣吹干。
11、優選的，所述步驟b）中的真空度為1×10-8?torr以下；
12、使用ar原子轟擊的射頻功率為80~100w，轟擊時間為4~6s。
13、優選的，利用晶圓鍵合設備將轟擊后的鍺片圓晶和多片碲鋅鎘襯底片進行鍵合，任意兩片碲鋅鎘襯底片之間的最小間距＞1cm。
14、優選的，所述鍵合的壓力為9~11mpa；所述鍵合的時間為50~60min。
15、本專利技術提供如上文所述的制備方法制備得到的多片碲鋅鎘復合襯底。
16、本專利技術提供如撒花姑娘問所述的多片碲鋅鎘復合襯底在外延生長制備碲鎘汞材料中的應用。
17、優選的，所述多片碲鋅鎘復合襯底依次經過拋光和清洗之后，用于外延生長制備碲鎘汞材料。
18、優選的，所述清洗依次包括丙酮沖洗、甲醇沖洗、0.5%溴甲醇溶液腐蝕、甲醇沖洗和氮氣吹干。
19、本專利技術提供了一種多片碲鋅鎘復合襯底的制備方法，包括以下步驟：a）將多片不規則碲鋅鎘襯底片進行雙面拋光，然后將雙面拋光后的碲鋅鎘襯底片與鍺片圓晶進行清洗；b）在真空條件下，采用ar原子束對清洗后的碲鋅鎘襯底片和鍺片圓晶的鍵合面進行轟擊；c）將轟擊后的鍺片圓晶和多片碲鋅鎘襯底片的鍵合面相接觸，進行鍵合，得到鍵合后的襯底；d）將鍵合后的襯底進行退火，得到多片碲鋅鎘復合襯底；所述退火的溫度為500~600℃，所述退火的時間為2~3小時。本專利技術實現盡大限度使用現有碲鋅鎘單晶區域，提升碲鋅鎘材料利用率降低碲鋅鎘襯底使用成本，同時液相外延工藝可以同時外延多片碲鋅鎘基碲鎘汞材料；按照本專利技術中的方法鍵合的復合襯底，其傳熱不存在溫度不均勻問題，可提升分子束外延碲鋅鎘基碲鎘汞材料的均勻性和結晶質量；由于采用鍺片圓晶材料作為基底復合襯底，可在后期器件工藝中借用現有的成熟的圓片硅工藝設備，可實現碲鎘汞紅外探測器芯片制備由手工、半自動向自動化轉型，從而提升批產能力和降低工藝難度和成本。
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1.一種多片碲鋅鎘復合襯底的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述多片不規則碲鋅鎘襯底片中，任意兩片不規則碲鋅鎘襯底片的厚度差＜3μm。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟A）中的清洗具體為：
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B）中的真空度為1×10-8Torr以下；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，利用晶圓鍵合設備將轟擊后的鍺片圓晶和多片碲鋅鎘襯底片進行鍵合，任意兩片碲鋅鎘襯底片之間的最小間距＞1cm。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鍵合的壓力為9~11MPa；所述鍵合的時間為50~60min。
7.如權利要求1~6任意一項所述的制備方法制備得到的多片碲鋅鎘復合襯底。
8.如權利要求7所述的多片碲鋅鎘復合襯底在外延生長制備碲鎘汞材料中的應用。
9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述多片碲鋅鎘復合襯底依次經過拋光和清洗之后，用于外延生長制備碲鎘汞材料。
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