[實用新型]用半導體制冷片的液態源源溫控制器

有效

• 申請號: 201320272684.1
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203299661U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 顧金海
• 申請（專利權）人: 揚州晶新微電子有限公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;F25B21/04
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本實用新型涉及一種半導體制造擴散工藝的裝備，尤其是液態擴散源源溫控制器，屬于半導體器件制造設備技術領域。

背景技術

在半導體產品制造過程中，時常要把一種元素例如硼、磷等所謂雜質元素摻入半導體材料如硅之中，擴散工藝就是摻入雜質元素到半導體如硅中的工藝方法之一。擴散工藝所用的雜質源經常是以氯、氧、氮、氫等元素或其中之一部分的化合物形式存在的，它們的形態有的是固相的，有的是液相的。半導體器件制造工藝經常用到一些液態源材料，例如，制作半導體三極管發射區要用到磷源的摻雜就要用到三氯化磷或三氯氧磷等物質，而這兩種物質或其他能做擴散源的液態物質都是液相，這些作為擴散源的材料的蒸汽壓在生產過程中與半導體周圍的氣氛的總氣壓占有一定的比例，才能達到擴散在半導體內的結深和濃度的要求，這些液態源的揮發速率隨著它們溫度變化而變化，因而源對總壓強的分壓強也隨源溫而變化，這就使得半導體工藝制作中的摻雜源的用量就很難準確的控制，嚴重影響工藝中摻入半導體內的雜質量的控制，從而影響產品參數的大小和一致性。

為了解決上述問題，在早先的半導體擴散工藝中，一般將盛放被摻液態雜質的源瓶放在冰水中保持0攝氏度或置于用小電爐煮沸的純水中保持100攝氏度以恒溫。但這些辦法因為恒溫的體積有限，冰或沸水在短時間極易消耗殆盡，加之隨著時間加長，冰水與沸水的純度難以保持，實際溫度仍然與標準的0度和100度有偏差，也就是擴散源的蒸汽量仍然有波動，仍然會影響產品闡述的一致性。所以，半導體器件工藝和工裝的研制人員又把這種物理型的源溫恒溫槽改進為電子式的源溫控制器，而且把控制目標溫度設定在室溫附近。

目前國內的源溫控制器多是從國外進口，大致分兩種：一種是采用單冷的方式，將源溫降低到目標溫度以下一點，然后停止降溫動作，靠環境溫度使其升溫，當溫度超過目標溫度時，由電子線路自動開啟降溫動作，然后再停止降溫，如此往復達到液態源溫被控制在目標溫度附近。這種方法優點是結構簡單，缺點是控溫精度差。還有一種是先采用制冷動作使源溫降低，當源溫低于目標溫度后再用電加熱的方式來使源溫溫度上升來控制溫度，或者在控制中作適當的電壓反饋比例調節和動作時間的適當的提前或滯后的調節——即所謂PID法比例積分微分來達到目標溫度的自動控制。用直接制冷和制冷結合加熱的兩種恒溫控制方法，即前述的反饋控制法或改進后的PID比例積分微分法，這些方法雖可達到控溫的精度，但是由于自身的熱容量的存在，溫控曲線仍然有小量的起伏，而且結構復雜、存在著加熱與制冷同時作用，造成一定的能源浪費。

實用新型內容

本實用新型的目的就是針對上述現有技術存在的不足，提供一種用半導體制冷片的液態源源溫控制器，采用雙向半導體制冷片作為冷熱源，來達到目標溫度的自動控制,滿足半導體制造擴散工藝的要求。

本實用新型的目的是這樣實現的，用半導體制冷片的液態源源溫控制器，其特征是，設有外箱1-1、內芯1-2和控制器，內芯1-2設置在外箱1-1內，內芯1-2與外箱1-1之間設有海綿，所述內芯由內箱2-1和芯體2-2組成，所述內箱設有內箱底板和兩內箱側板，內箱底板和兩內箱側板連接組成凹槽形的內箱，兩內箱側板與外箱前、后板對應，外箱后板上設有軸流風扇，?所述芯體2-2設有存放液態源的鋁罐體12和鋁罐體12外側的半導體制冷片15、紫銅片16和散熱器14，所述鋁罐體為空心圓柱體，圓柱體外側面設有四個對稱分布的矩形平面，鋁罐體外側的一個兩相對的矩形平面上依次設置半導體制冷片15、紫銅片16和散熱器14，芯體2-2設置在內箱2-1的凹槽中，芯體的兩散熱器與內箱的凹槽對應，鋁罐體外側的另一個兩相對的矩形平面與內箱側板之間填注聚氨酯泡沫填充劑，半導體制冷片的電引出線連接控制器。

所述半導體制冷片為四片，兩兩一組裝配在鋁罐體12外側兩相對面的矩形平面上，四片半導體制冷片15對應的電引出線并聯連接。

所述外箱后板上設有與控制器插接連接的五芯航空插頭，半導體制冷片15的電引出線連接五芯航空插頭。

所述控制器設有熱敏電阻器件制作成傳感器的電流極性控制電路，通過改變電流極性控制半導體制冷片的加熱或制冷。

所述鋁罐體12、半導體制冷片15、紫銅片16、散熱器14表面都涂覆有導熱硅脂。

所述內箱的兩側板為PVC白塑料板。

所述外箱前板4上對準散熱器的散熱片的位置開有槽。