[实用新型]一种晶体腐蚀自动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶体制程，特别涉及一种对碳化硅晶片进行表面腐蚀处理的自动控制装置。

背景技术

作为第三代半导体材料，碳化硅具有非常优异的物理、化学性能，这就决定了碳化硅在高端光电、大功率、微波射频等领域具有广阔的应用前景和市场空间。但是碳化硅单晶衬底中含有的高密度缺陷会极大地影响碳化硅基各类器件的实际性能，甚至导致器件失效。因此对碳化硅单晶衬底存在的缺陷进行研究是非常必要和重要的。

通常对碳化硅单晶缺陷进行深入表征的方法有两种。一种是利用同步光源产生的高能X-射线对碳化硅晶片进行掠射，借助于分析软件，可以获取晶体内缺陷种类、数量等信息，但这样的同步光源在世界范围内数量不多，难以满足日常分析使用。常用的一种方式是通过强碱熔体对晶片缺陷处择优腐蚀来暴露缺陷，从而分析缺陷种类，并得到各种缺陷数量等信息。强碱熔体腐蚀通常是将强碱固体放置在反应容器中，将容器放置在加热炉（如马弗炉）内，加热至特定的温度（此时强碱处于熔融状态），将碳化硅晶片放置在熔体中，保温一段时间后，取出反应容器后立刻取出碳化硅晶片，清洗晶片，进行分析测试。这种通常的操作涉及到温度测试精度差（测温热电偶与腐蚀熔体不接触）、操作不方便、取放反应容器时存在安全隐患、不易直接观察实验过程等问题。通常对碳化硅单晶缺陷进行深入表征的方法有两种。一种是利用同步光源产生的高能X-射线对碳化硅晶片进行掠射，借助于分析软件，可以获取晶体内缺陷种类、数量等信息，但这样的同步光源在世界范围内数量不多，难以满足日常分析使用。常用的一种方式是通过强碱熔体对晶片缺陷处择优腐蚀来暴露缺陷，从而分析缺陷种类，并得到各种缺陷数量等信息。强碱熔体腐蚀通常是将强碱固体放置在反应容器中，将容器放置在加热炉（如马弗炉）内，加热至特定的温度（此时强碱处于熔融状态），将碳化硅晶片放置在熔体中，保温一段时间后，取出反应容器后立刻取出碳化硅晶片，清洗晶片，进行分析测试。这种通常的操作涉及到温度测试精度差（测温热电偶与腐蚀熔体不接触）、操作不方便、取放反应容器时存在安全隐患、不易直接观察实验过程等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种晶体腐蚀自动控制装置，解决腐蚀过程中测温的精确性、操作不便、取放反应容器时存在安全隐患、不易直接观察等问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种晶体腐蚀自动控制装置，包括加热模块、温控模块、反应容器和保温装置；

加热模块包括加热装置和电源自动控制开关；

加热装置设置于反应容器的底部；

保温装置设置于反应容器的外部；温控装置包括温度信号转换装置和温度控制装置；

反应容器内部加装待加热物，温度信号转换装置设置于待加热物中；

温度信号转换装置用于量测待加热物的温度信号，并将温度信号转换为相应的电信号传送给温度控制装置；

温度控制装置根据接收到的电信号发送相应的电源通断信号给电源自动控制开关；

电源自动控制开关根据接收到的电源通断信号控制加热装置电源信号的通断。

在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进:

进一步的,电源控制开关为继电器。

进一步的,保温装置为石墨毡保温套。

进一步的，反应容器为石墨反应容器，石墨反应容器外部缠绕至少两层石墨毡保温套。

进一步的,加热装置为电阻加热炉或电磁炉。

进一步的,温度信号转换装置为双铂铑热电偶。

进一步的,温度控制装置为温控表。

进一步的，还包括紧急关闭钮，紧急关闭钮用于切断加热装置的电源。

本实用新型是一种集成化的体系构建，晶体整体腐蚀过程在该集成系统中可以独立完成，不需要在实验过程中移动高腐蚀熔体；且在构建的体系中设计了良好的保温和测温体系，双铂铑热电偶热电偶与腐蚀熔体接触。因此，在有益效果方面，提高了温度控制的精确性、操作的便利性、安全性，提高了实验效率。

附图说明

图1为本实用新型一种晶体腐蚀自动控制装置示意图；

图2为本实用新型一种晶体腐蚀自动控制装置具体实施例的剖面结构示意图；

图3为500℃腐蚀10分钟后碳化硅晶片的显微照片。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、石墨反应容器，2、石墨毡保温套，3、电阻加热炉，4、双铂铑热电偶，5、温控表，6、继电器，7、紧急关闭钮，8、陶瓷管，9、KOH熔体，10、氮化硅晶片。

具体实施方式