[實用新型]一種晶體腐蝕自動控制裝置

有效

• 申請號: 201320782154.1
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN203573188U
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 段聰;趙梅玉;鄧樹軍;高宇;陶瑩
• 申請（專利權）人: 河北同光晶體有限公司
• 主分類號: G05D23/22
• 分類號: G05D23/22
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本實用新型涉及晶體制程，特別涉及一種對碳化硅晶片進行表面腐蝕處理的自動控制裝置。

背景技術

作為第三代半導體材料，碳化硅具有非常優異的物理、化學性能，這就決定了碳化硅在高端光電、大功率、微波射頻等領域具有廣闊的應用前景和市場空間。但是碳化硅單晶襯底中含有的高密度缺陷會極大地影響碳化硅基各類器件的實際性能，甚至導致器件失效。因此對碳化硅單晶襯底存在的缺陷進行研究是非常必要和重要的。

通常對碳化硅單晶缺陷進行深入表征的方法有兩種。一種是利用同步光源產生的高能X-射線對碳化硅晶片進行掠射，借助于分析軟件，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范圍內數量不多，難以滿足日常分析使用。常用的一種方式是通過強堿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，并得到各種缺陷數量等信息。強堿熔體腐蝕通常是將強堿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（此時強堿處于熔融狀態），將碳化硅晶片放置在熔體中，保溫一段時間后，取出反應容器后立刻取出碳化硅晶片，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。通常對碳化硅單晶缺陷進行深入表征的方法有兩種。一種是利用同步光源產生的高能X-射線對碳化硅晶片進行掠射，借助于分析軟件，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范圍內數量不多，難以滿足日常分析使用。常用的一種方式是通過強堿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，并得到各種缺陷數量等信息。強堿熔體腐蝕通常是將強堿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（此時強堿處于熔融狀態），將碳化硅晶片放置在熔體中，保溫一段時間后，取出反應容器后立刻取出碳化硅晶片，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

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。

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；

加熱模塊包括加熱裝置和電源自動控制開關；

加熱裝置設置于反應容器的底部；

保溫裝置設置于反應容器的外部；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于待加熱物中；

溫度信號轉換裝置用于量測待加熱物的溫度信號，并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。

在上述技術方案的基礎上,本實用新型還可以做如下改進:

進一步的,電源控制開關為繼電器。

進一步的,保溫裝置為石墨氈保溫套。

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。

進一步的,加熱裝置為電阻加熱爐或電磁爐。

進一步的,溫度信號轉換裝置為雙鉑銠熱電偶。

進一步的,溫度控制裝置為溫控表。

進一步的，還包括緊急關閉鈕，緊急關閉鈕用于切斷加熱裝置的電源。

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，雙鉑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。

附圖說明

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；

圖3為500℃腐蝕10分鐘后碳化硅晶片的顯微照片。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、石墨反應容器，2、石墨氈保溫套，3、電阻加熱爐，4、雙鉑銠熱電偶，5、溫控表，6、繼電器，7、緊急關閉鈕，8、陶瓷管，9、KOH熔體，10、氮化硅晶片。

具體實施方式