一種晶體腐蝕自動控制裝置製造方法

2023-10-04 22:31:29 7

一種晶體腐蝕自動控制裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種晶體腐蝕自動控制裝置，包括加熱模塊、溫控模塊、反應容器和保溫裝置；加熱模塊包括加熱裝置和電源自動控制開關；加熱裝置設置於反應容器的底部；保溫裝置設置於反應容器的外部；溫控裝置包括溫度信號轉換裝置和溫度控制裝置；反應容器內部加裝待加熱物，溫度信號轉換裝置設置於待加熱物中；溫度信號轉換裝置用於量測待加熱物的溫度信號，並將溫度信號轉換為相應的電信號傳送給溫度控制裝置；溫度控制裝置根據接收到的電信號發送相應的電源通斷信號給電源自動控制開關；電源自動控制開關根據接收到的電源通斷信號控制加熱裝置電源信號的通斷。本實用新型提高了溫度控制的精確性、操作的便利性、安全性，提高了實驗效率。
【專利說明】一種晶體腐蝕自動控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及晶體製程，特別涉及一種對碳化矽晶片進行表面腐蝕處理的自動控制裝置。
【背景技術】
[0002]作為第三代半導體材料，碳化矽具有非常優異的物理、化學性能，這就決定了碳化矽在高端光電、大功率、微波射頻等領域具有廣闊的應用前景和市場空間。但是碳化矽單晶襯底中含有的高密度缺陷會極大地影響碳化矽基各類器件的實際性能，甚至導致器件失效。因此對碳化矽單晶襯底存在的缺陷進行研究是非常必要和重要的。
[0003]通常對碳化矽單晶缺陷進行深入表徵的方法有兩種。一種是利用同步光源產生的高能X-射線對碳化矽晶片進行掠射，藉助於分析軟體，可以獲取晶體內缺陷種類、數量等信息，但這樣的同步光源在世界範圍內數量不多，難以滿足日常分析使用。常用的一種方式是通過強鹼熔體對晶片缺陷處擇優腐蝕來暴露缺陷，從而分析缺陷種類，並得到各種缺陷數量等信息。強鹼熔體腐蝕通常是將強鹼固體放置在反應容器中，將容器放置在加熱爐(如馬弗爐)內，加熱至特定的溫度(此時強鹼處於熔融狀態)，將碳化矽晶片放置在熔體中，保溫一段時間後，取出反應容器後立刻取出碳化矽晶片，清洗晶片，進行分析測試。這種通常的操作涉及到溫度測試精度差(測溫熱電偶與腐蝕熔體不接觸)、操作不方便、取放反應容器時存在安全隱患、不易直接觀察實驗過程等問題。通常對碳化矽單晶缺陷進行深入表徵的方法有兩種。一種是利用同步光源產生的高能X-射線對碳化矽晶片進行掠射，藉助於分析軟體，可以獲取晶體內缺陷種類、數量等信息，但這樣的同步光源在世界範圍內數量不多，難以滿足日常分析使用。常用的一種方式是通過強鹼熔體對晶片缺陷處擇優腐蝕來暴露缺陷，從而分析缺陷種類，並得到各種缺陷數量等信息。強鹼熔體腐蝕通常是將強鹼固體放置在反應容器中，將容器放置在加熱爐(如馬弗爐)內，加熱至特定的溫度(此時強鹼處於熔融狀態)，將碳化矽晶片放置在熔體中，保溫一段時間後，取出反應容器後立刻取出碳化矽晶片，清洗晶片，進行分析測試。這種通常的操作涉及到溫度測試精度差(測溫熱電偶與腐蝕熔體不接觸)、操作不方便、取放反應容器時存在安全隱患、不易直接觀察實驗過程等問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種晶體腐蝕自動控制裝置，解決腐蝕過程中測溫的精確性、操作不便、取放反應容器時存在安全隱患、不易直接觀察等問題。
[0005]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種晶體腐蝕自動控制裝置，包括加熱模塊、溫控模塊、反應容器和保溫裝置；
[0006]加熱模塊包括加熱裝置和電源自動控制開關；
[0007]加熱裝置設置於反應容器的底部；
[0008]保溫裝置設置於反應容器的外部；溫控裝置包括溫度信號轉換裝置和溫度控制裝置；
[0009]反應容器內部加裝待加熱物，溫度信號轉換裝置設置於待加熱物中；
[0010]溫度信號轉換裝置用於量測待加熱物的溫度信號，並將溫度信號轉換為相應的電信號傳送給溫度控制裝置；
[0011]溫度控制裝置根據接收到的電信號發送相應的電源通斷信號給電源自動控制開關;
[0012]電源自動控制開關根據接收到的電源通斷信號控制加熱裝置電源信號的通斷。
[0013]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進:
[0014]進一步的，電源控制開關為繼電器。
[0015]進一步的，保溫裝置為石墨氈保溫套。
[0016]進一步的，反應容器為石墨反應容器，石墨反應容器外部纏繞至少兩層石墨氈保溫套。
[0017]進一步的，加熱裝置為電阻加熱爐或電磁爐。
[0018]進一步的，溫度信號轉換裝置為雙鉬銠熱電偶。
[0019]進一步的，溫度控制裝置為溫控表。
[0020]進一步的，還包括緊急關閉鈕，緊急關閉鈕用於切斷加熱裝置的電源。
[0021]本實用新型是一種集成化的體系構建，晶體整體腐蝕過程在該集成系統中可以獨立完成，不需要在實驗過程中移動高腐蝕熔體；且在構建的體系中設計了良好的保溫和測溫體系，雙鉬銠熱電偶熱電偶與腐蝕熔體接觸。因此，在有益效果方面，提高了溫度控制的精確性、操作的便利性、安全性，提高了實驗效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型一種晶體腐蝕自動控制裝置示意圖；
[0023]圖2為本實用新型一種晶體腐蝕自動控制裝置具體實施例的剖面結構示意圖；
[0024]圖3為500 C腐蝕10分鐘後碳化娃晶片的顯微照片。
[0025]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0026]1、石墨反應容器，2、石墨氈保溫套，3、電阻加熱爐，4、雙鉬銠熱電偶，5、溫控表，6、繼電器，7、緊急關閉鈕，8、陶瓷管，9、KOH熔體，10、氮化矽晶片。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。
[0028]圖1為本實用新型一種晶體腐蝕自動控制裝置示意圖，圖2為本實用新型一種晶體腐蝕自動控制裝置具體實施例的剖面結構示意圖，如圖1和圖2所示,一種晶體腐蝕自動控制裝置，包括加熱模塊、溫控模塊、反應容器和保溫裝置；加熱模塊包括加熱裝置和電源自動控制開關；溫控裝置包括溫度信號轉換裝置和溫度控制裝置；反應容器為石墨反應容器1，保溫裝置為石墨氈保溫套2，石墨反應容器I外部纏繞至少兩層石墨氈保溫套2 ;加熱裝置為電阻加熱爐3 ;溫度信號轉換裝置為雙鉬銠熱電偶4 ;溫度控制裝置為溫控表5。
[0029]石墨反應容器I外部纏繞至少兩層石墨氈保溫套2，石墨反應容器I的下方設置有電阻加熱爐3，石墨反應容器I內部加裝待加熱物，雙鉬銠熱電偶4設置於待加熱物中；雙鉬銠熱電偶4與溫控表5連接，溫控表5通過繼電器6與電阻加熱爐3連接，電阻加熱爐3設有緊急關閉鈕7 ;緊急關閉鈕7用於在緊急情況下，切斷電阻加熱爐3的電源，讓電阻加熱爐3停止加熱。
[0030]在裝置工作狀態下，雙鉬銠熱電偶4在石墨反應容器I中將熱溫信號轉化為電信號後輸送給溫控表5，溫控表5將所收到的電信號顯示成具體的溫度數值，如溫度沒有達到設定溫度，則電阻加熱爐3持續加熱，如預超過設定溫度值，則通過傳送電信號指示繼電器6斷開，電阻加熱爐3停止加熱。
[0031]接下來，對本實用新型所述裝置的具體實施過程進行描述。
[0032]通常，KOH (氫氧化鉀)熔體腐蝕碳化矽單晶片基本的實驗溫度為500°C，腐蝕10分鐘，因此我們通過這個常用實驗來說明具體的操作過程，具體情況如下:
[0033]1.打開通風櫥通風、照明電源；
[0034]2.將KOH白色片狀固體放置於石墨反應容器I (外纏多層石墨保溫氈2)中；
[0035]3.將雙鉬銠熱電偶4 (放在頭部封閉的陶瓷管8內)頭部固定在KOH固體中部；
[0036]4.打開電爐3電源，溫控表設定溫度值為500°C，將KOH加熱至500°C，並保持溫度2分鐘；
[0037]5.將碳化矽晶片10放置於KOH熔體9內，保溫10分鐘後取出碳化矽單晶片10 ；
[0038]6.使用去離子水反覆衝洗碳化矽晶片10，並在酒精環境下超聲10分鐘，待下一步分析表徵。
[0039]在腐蝕過程中由於缺陷處產生應力較大，因此發生擇優腐蝕，暴露出缺陷的位置及特徵。圖3為500°C腐蝕10分鐘後碳化矽晶片的顯微照片，如圖3所示，可以看出晶片內缺陷處腐蝕特性鮮明。因此，本實用新型在具有前述優點的基礎上，可以很好的達到實驗預期效果。
[0040]本實用新型所述裝置不僅可以實現對碳化矽的腐蝕控制，也包含對其他材料如氮化鎵、氮化鋁等材料的腐蝕使用。
[0041]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於，包括加熱模塊、溫控模塊、反應容器和保溫裝置； 所述加熱模塊包括加熱裝置和電源自動控制開關； 所述加熱裝置設置於所述反應容器的底部； 所述保溫裝置設置於所述反應容器的外部； 所述溫控裝置包括溫度信號轉換裝置和溫度控制裝置； 所述反應容器內部加裝待加熱物，所述溫度信號轉換裝置設置於待加熱物中； 所述溫度信號轉換裝置用於量測待加熱物的溫度信號，並將溫度信號轉換為相應的電信號傳送給所述溫度控制裝置； 所述溫度控制裝置根據接收到的電信號發送相應的電源通斷信號給所述電源自動控制開關； 所述電源自動控制開關根據接收到的電源通斷信號控制所述加熱裝置電源信號的通斷。
2.根據權利要求1所述一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於:所述電源控制開關為繼電器。
3.根據權利要求1或2所述一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於:所述保溫裝置為石墨氈保溫套。
4.根據權利要求1或2所述一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於:所述反應容器為石墨反應容器，所述石墨反應容器外部纏繞至少兩層所述石墨氈保溫套。
5.根據權利要求1或2所述一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於:所述加熱裝置為電阻加熱爐或電磁爐。
6.根據權利要求1或2所述一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於:所述溫度信號轉換裝置為雙鉬銠熱電偶。
7.根據權利要求1或2所述一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於:所述溫度控制裝置為溫控表。
8.根據權利要求1或2所述一種晶體腐蝕自動控制裝置，其特徵在於:還包括緊急關閉鈕，所述緊急關閉鈕用於切斷所述加熱裝置的電源。
【文檔編號】G05D23/22GK203573188SQ201320782154
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】段聰, 趙梅玉, 鄧樹軍, 高宇, 陶瑩 申請人:河北同光晶體有限公司