[发明专利]一种微型电流加热快速退火炉及加热夹具

说明书

本发明公开了一种微型电流加热快速退火炉及加热夹具，属于热处理设备技术领域，主要包括：真空腔体、加热系统、出气管路、进气管路以及泄气管路。加热系统由氧化铝支撑板、电流加热夹具和加热电极构成。本发明可以对固定在夹具上的半导体样品直接通电加热，或把耐热金属片，如钨、钼等固定在夹具上，样品置于金属片上，通电后金属片用焦耳热加热样品。本发明适用于小尺寸样品，可用于不同尺寸的样品进行高真空快速退火、惰性气体氛围退火等。本发明采用电流加热，具有升温速度快、能耗低、占用体积小等特点。

技术领域

本发明涉及热处理设备技术领域，特别涉及一种微型电流加热快速退火炉及加热夹具。

背景技术

快速热退火(RTA)是半导体加工工艺中的一种常规技术手段，RTA技术指的是将晶片从环境温度快速加热至约1000–1500K，晶片达到该温度后保持一段时间，然后降温冷却。这种技术主要被应用于薄膜晶体管、太阳电池等器件生产过程中的掺杂、杂质激活等高温过程。

传统的管式退火装置不仅体积大，热能浪费严重，而且升温速度较慢，达不到快速退火的要求。目前快速退火的方式主要有红外辐射加热法、微波加热法，这两种方式可以实现快速升温且热能利用率高，但成本较高且体积都较大，不适用于实验室小样品的少量退火处理。

发明内容

基于此，本发明提供了一种新型的微型电流加热快速退火炉，利用大电流通过样品时产生的焦耳热进行快速退火，用于解决现有的退火炉升温慢、体积大、能耗高、成本高等问题。

本发明的技术方案为：一种微型电流加热快速退火炉，包括保护罩(2)、加热夹具(3)、连接导线(6)、真空密封电极法兰(7)、加热电极正极(8)、加热电极负极(9)、进气管(11)、泄气管(14)、出气管(16)、底座(17)、直流电源线(19)；

所述保护罩(2)内部设有加热夹具(3)，保护罩(2)的下端通过真空密封电极法兰(7)固定在底座(17)上，形成真空腔体；

所述加热夹具(3)水平悬空放置在支撑板(5)上，支撑板(5)的两端分别连接支撑柱(4)的上部，支撑柱(4)的底部和真空密封电极法兰(7)固连；

所述加热夹具(3)的底端通过连接导线(6)分别连接加热电极正极(8)、加热电极负极(9)，加热电极正极(8)、加热电极负极(9)穿过真空密封电极法兰(7)底下的绝缘陶瓷(18)与直流电源线(19)相连，直流电源线(19)和直流电源相连；

所述进气管(11)一端连接气体罐，进气管(11)另一端依次设有进气阀(13)、流量计(12)，并与真空腔体相连通；所述泄气管(14)上设有泄气阀(15)并与真空腔体相连通；所述出气管(16)上设有出气阀(20)，出气管(16)一端连通真空腔体，出气管(16)另一端连接真空泵组。

进一步，所述加热夹具为左右对称结构，左右两端各包括夹具体(301)，螺栓(302)，压板(303)，螺钉(304)，螺母(305)；

支撑板(5)上对应的一端分别设有第一腰形通孔(307)和第二腰形通孔(308)，夹具体(301)通过螺栓(302)固定在支撑板(5)上；此时，螺栓(302)可以在第二腰形通孔(308)内移动并进行加热夹具范围粗调；此外，第一腰形通孔(307)能够防止螺栓(304)在移动或加热膨胀时和支撑板(5)发生挤压；

夹具体(301)上端放置压板(303)，压板(303)和夹具体(301)通过螺钉(304)连接，螺钉(304)能够在压板(303)上开有的第三腰形通孔(306)内移动，并进行加热夹具范围微调；

加热样品放置于夹具体(301)和压板(303)之间，夹具所夹样品范围可以通过夹具体(301)粗调和压板(303)微调，夹具体夹样品的一端微陷，可以与样品良好地接触。