[发明专利]钽酸锂晶片的还原方法

说明书

一种钽酸锂晶片的还原方法，包括以下步骤：先将钽酸锂晶体按预定的尺寸切割好，得到若干钽酸锂晶片；彻底清除所有所述钽酸锂晶片的表面的杂质，并干燥；将纯度为90%~99.99%的镁粉在120℃的温度条件下烘干12至30小时；在无尘的环境中将所有经清洗后的钽酸锂晶片装入晶片支架，将晶片支架从无尘环境中取出，并立即放入真空还原炉中，将烘干后的镁粉均匀撒入还原剂装料盒中，将还原剂装料盒放在真空还原炉内的底部；对真空还原炉的炉膛进行抽真空，升温至450℃~520℃，保温0.5h~2h，降温冷却至100℃以下后，停止抽真空，待炉内的气压与外界相等后取出晶片支架，从晶片支架上取下还原后的钽酸锂晶片。

技术领域

本发明涉及一种钽酸锂晶片的加工方法，尤其涉及一种钽酸锂晶片的还原方法。

背景技术

现有技术中通常是利用直拉法生产钽酸锂（LT）晶体，即使LT晶体在空气中或在缺氧状态下生长，晶体通常成无色或者淡黄色，其电阻率通常在1×10¹⁴Ω·cm~1×10¹⁵Ω·cm，由于在制作滤波器的过程中需要对钽酸锂晶片进行加热，因钽酸锂晶片较强的热电性，从而引起电荷在晶片表面的聚集而产生火花，引起表面图形的变化，更进一步会引起表面的微裂纹，导致成品率的降低。另外，由于这种LT晶体高的光透过率，在光刻过程中，由于光在基片背部的反射，产生引起图形分辨率降低的问题。

针对滤波器制作中出现的这些问题，器件对LT晶体提出了新的要求，降低热释电效应，降低光透过率。对于这样的问题，一般采用还原剂，诸如铝、镁、碳等还原剂对LT晶体进行还原，使LiTaO₃中失去部分氧，Ta⁺⁵部分变为Ta⁺⁴或Ta⁺³，LT晶体电阻率从1×10¹⁴Ω·cm~10¹⁵Ω·cm变为1×10⁹Ω·cm~10¹²Ω·cm，1mm晶片波长532nm绿光透过率从60%~80%下降到10%~20%，基本克服了制作滤波器时LT的热电和光透过率比较强的缺点。

现有技术一般采用固体还原剂，采取的方式有浆料涂覆法，粉末掩埋法等。涂覆法要使用专用的浆料，成本较高，要通过涂覆、烘干等工序，工艺操作要求也较高；粉末掩埋法，由于掩埋很难做到没有空隙，还原后有部分晶片，均匀性不好，常需要返工处理。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种以气体作为还原剂，还原均匀性较好的钽酸锂晶片的还原方法。

一种钽酸锂晶片的还原方法，包括以下步骤：

钽酸锂晶片的制备：先将钽酸锂晶体按预定的尺寸切割好，得到若干钽酸锂晶片；

清洗：彻底清除所有所述钽酸锂晶片的表面的污物，并干燥所有所述钽酸锂晶片；

镁粉的烘干：将纯度为90%~99.99%的镁粉放入真空烘箱中，在120℃的温度条件下烘干12至30小时；

装炉：在无尘的环境中将所有经清洗后的所述钽酸锂晶片装入晶片支架，将装有钽酸锂晶片的晶片支架从无尘环境中取出，并立即放入真空还原炉中，以避免所述钽酸锂晶片的表面吸附灰尘而影响还原效果，在无尘的环境中将烘干后的镁粉均匀撒入还原剂装料盒中，将装有镁粉的所述还原剂装料盒放在所述真空还原炉内的底部；

还原：对所述真空还原炉的炉膛进行抽真空，将炉内的气压控制在0.01Pa以下，以1℃/h~50℃/h的速率提升炉内的温度，升温至450℃~520℃，保温0.5h~2h，以使所述还原剂装料盒中的镁粉充分气化成为镁蒸汽，在炉膛内扩散，并与所有所述钽酸锂晶片充分接触，进而均匀地还原炉膛内的所述钽酸锂晶片，然后以1℃/h~50℃/h的速率降低炉内的温度，当温度低于100℃时，停止抽真空，待炉内的气压与外界相等后从所述真空还原炉中取出所述晶片支架，从所述晶片支架上取下所有的还原后的所述钽酸锂晶片。