一种用于碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置
阅读说明：本技术 一种用于碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置 (Device for etching silicon carbide wafer by alkali vapor ) 是由 李佳君 王蓉 罗昊 朱如忠 皮孝东 杨德仁 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种用于碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置,包括：反应部,反应部包括硅晶圆安装部和耐腐蚀腔；加热部,加热部与反应部相连,加热部用于对耐腐蚀腔加热；封堵部,封堵部包括第一管堵和第二管堵；通过设置管堵,实现对反应部的密封,保障腐蚀效果；通过在管堵设置冷凝区和反应区,实现对高温碱性蒸汽的吸收和反应,减少碱性蒸汽散发的空气中对人体健康造成影响。(The application discloses a device for alkali vapor etching silicon carbide wafer, including: the reaction part comprises a silicon wafer mounting part and a corrosion-resistant cavity; the heating part is connected with the reaction part and is used for heating the corrosion-resistant cavity; the plugging part comprises a first pipe plug and a second pipe plug; by arranging the pipe plug, the sealing of the reaction part is realized, and the corrosion effect is guaranteed; the pipe plug is provided with the condensation area and the reaction area, so that the high-temperature alkaline steam is absorbed and reacted, and the influence on the human health caused by the air emitted by the alkaline steam is reduced.)
技术领域
本发明涉及碳化硅晶片加工领域，具体涉及一种用于碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置。
背景技术
碳化硅是目前研究最为广泛的第三代半导体材料之一，在光伏、新能源汽车、智能电网等领域有很好的应用前景，相关研究和产品不断推出，经济效益好，应用价值高。
目前制约碳化硅器件应用的一个重要问题是晶圆缺陷。经过科研和产业界的不断努力，高质量碳化硅晶片的夹杂、空隙、多型等缺陷已经能够完全消除，微管、位错等缺陷成为目前关注的重点。微管会造成器件的直接失效，位错如刃位错、螺位错、基平面位错等会降低载流子寿命，影响器件性能。因此，对此类缺陷进行定位、分析成为材料制备和器件制作的重要需求。
腐蚀是碳化硅缺陷表征的主要手段。通过控制腐蚀进程，可以实现一种或几种缺陷的快速区分。高温碱蒸汽对碳化硅腐蚀缺陷有较好的区分效果。但由于采用碱蒸汽腐蚀需要较高的温度以及碱性蒸汽不易处理，目前尚未有专门的腐蚀装置开展此类工作。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种用于碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置。
本发明采取的技术方案如下：一种用于碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置，用于腐蚀碳化硅晶圆，包括：
反应部件，为管状容器，所述反应部件包括蒸汽腔；
碳化硅晶圆安装部件，安装在所述蒸汽腔内,用于放置碳化硅晶圆；
耐腐蚀舟，位于所述蒸汽腔内，具有蒸汽出口，所述耐腐蚀舟用于容纳碱性腐蚀剂；
加热部件，所述加热部件用于对所述耐腐蚀舟加热并使所述碱性腐蚀剂生成碱性蒸汽；
管堵，用于密封所述反应部和吸收所述碱性蒸汽，所述管堵可拆卸的连接在所述反应部上；
所述管堵包括：
冷凝区，所述冷凝区内填充有用于对所述碱性蒸汽降温的耐腐蚀多孔保温材料；
反应区，所述反应区内填充有易与碱性气体发生反应的耐腐蚀多孔材料。
实际使用时，将待加工的碳化硅晶圆放置到碳化硅晶圆安装部件上，再将碳化晶圆安装部放置到蒸汽腔内部，然后将碱性腐蚀剂注入所述耐腐蚀舟，然后将管堵安装到反应部件上，保障密封反应部件，最后开启加热部件，加热部件对所述碱性腐蚀液加热并生产高温碱性蒸汽，碱性高温蒸汽对安装在碳化硅晶圆安装部上的碳化硅晶圆进行腐蚀加工；将耐腐蚀多孔保温材料填充到冷凝区，将易与碱性气体发生反应的耐腐蚀多孔材料填充到反应区，加热产生的高温碱性蒸汽首先与管堵的冷凝区接触，冷凝区内部的耐腐蚀多孔材料对高温碱性蒸汽进行冷却和吸附，被冷却后的高温碱性蒸汽与反应区接触，高温碱性蒸汽在反应区被中和吸收；反应部件为管状容器，便于反应部件的安装与移动，同时采取管状外形，有效增加受热面积，提升了高温碱性蒸汽对碳化硅晶圆的腐蚀效率。
作为优选，所述反应部件、碳化硅晶圆安装部件以及耐腐蚀舟均采用镍制成。
通过采用镍制造反应部件、碳化硅晶圆安装部件以及耐腐蚀舟均采用镍制成，镍对碱性气体具有良好的耐腐蚀性，有效保障上述部件的使用寿命。
作为优选，所述反应部件设有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于安装所述耐腐蚀舟，所述第二安装部用于安装所述碳化硅晶圆安装部件。
通过设置第一安装部，实现便于安装耐腐蚀舟；通过设置第二安装部，实现便于安装碳化硅晶圆安装部件，同时增加耐腐蚀舟和碳化硅晶圆安装部件在反应部件上的稳定性。
作为优选，所述碳化硅晶圆安装部件上设有多个插槽，所述插槽用于安装所述碳化硅晶圆。
通过设置多个插槽，实现同时腐蚀多个碳化硅晶圆，实现了提高工作效率，节约加工成本的目的。
作为优选，所述耐腐蚀舟与所述加热部件相对应。
通过设置耐腐蚀舟与加热部件相对应，加热部件针对耐腐蚀舟加热，使耐腐蚀舟内的碱性腐蚀剂快速生成碱性蒸汽，提升效率，减少热量流失，达到节约能源的目的。
作为优选，所述多孔保温材料为氧化锆纤维棉，氧化锆纤维棉高温抗氧性好，导热系数低，耐腐蚀性能与吸附能力强；所述耐腐蚀多孔材料为氧化铝纤维棉；氧化铝纤维棉易于吸附碱性气体，同时氧化铝短纤维具有突出的耐高温性能，使用寿命长。
作为优选，所述管堵包括安装框、连接在安装框上的第一封堵盘以及第二封堵盘，所述冷凝区位于第一封堵盘和第二封堵盘之间，所述反应区位于第二封堵盘远离第一封堵盘的一侧，所述第一封堵盘上设有若干第一通孔，所述第二封堵盘上设有若干第二通孔，所述第一通孔便于所述碱性蒸汽进入所述冷凝区，所述第二通孔便于所述冷凝区的碱性蒸汽进入所述反应区，所述安装框上还设有拉手，所述拉手便于拆装所述管堵。
通过在第一封堵盘和第二封堵盘上设置第一通孔和第二通孔，达到便于高温碱性蒸汽进入冷凝区和反应区的目的；通过在安装框上设置拉手，达到便于拆装管堵的目的。
作为优选，所述加热部件为与所述反应部件相适配的管式炉，所述管式炉包裹所述反应部件。
通过采用管式炉，实现环绕式加热，提升加热效率，减少热量流失，达到快速反应和节约能源的目的。
本发明的有益效果是：通过设置反应部件为管状容器，便于反应部的安装与移动，同时采取管状外形，有效增加受热面积，提升了高温碱性蒸汽对碳化硅晶圆的腐蚀效率；通过设置管堵，实现对反应部的密封，保障腐蚀效果；通过在管堵设置冷凝区和反应区，实现对高温碱性蒸汽的吸收和反应，有效减少碱性蒸汽散发的空气中对人体健康造成影响；通过采用管式炉，提升加热效率，减少热量流失，达到快速反应和节约能源的目的。
附图说明
：图1是碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置的示意图；
图2是反应部件与耐腐蚀舟以及碳化晶圆安装部件的剖视图；
图3是反应部件与耐腐蚀舟的示意图；
图4是管堵的示意图；
图5是耐腐蚀舟的示意图；
图6是碳化硅晶圆安装部件示意图；
图7为加热部件与反应部件的示意图。
图中各附图标记为：
1、反应部件；2、蒸汽腔；3、耐腐蚀舟；4、加热部件；5、管堵；6、碳化晶圆安装部件；7、插槽；8、冷凝区；9、反应区；10、第一封堵盘；11、第二封堵盘；12、第一通孔；13、第二通孔；14、安装框；15、拉手。
具体实施方式
：
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
如图1至图5所示，一种用于碱蒸汽腐蚀碳化硅晶片的装置，用于腐蚀碳化硅晶圆，包括：
反应部件1，为管状容器，反应部件1包括蒸汽腔2；
碳化硅晶圆安装部件6，安装在蒸汽腔2内,用于放置碳化硅晶圆；
耐腐蚀舟3，位于蒸汽腔2内，具有蒸汽出口，耐腐蚀舟3用于容纳碱性腐蚀剂；
加热部件4，加热部件4用于对耐腐蚀舟3加热并使碱性腐蚀剂生成碱性蒸汽；
管堵5，用于密封反应部和吸收碱性蒸汽，管堵5可拆卸的连接在反应部上；
管堵5包括：
冷凝区8，冷凝区8内填充有用于对碱性蒸汽降温的耐腐蚀多孔保温材料；
反应区9，反应区9内填充有易与碱性气体发生反应的耐腐蚀多孔材料。
实际使用时，将待加工的碳化硅晶圆放置到碳化硅晶圆安装部件6上，再将碳化晶圆安装部放置到蒸汽腔2内部，然后将碱性腐蚀剂注入耐腐蚀舟3，然后将管堵5安装到反应部件1上，保障密封反应部件1，最后开启加热部件4，加热部件4对碱性腐蚀液加热并生产高温碱性蒸汽，碱性高温蒸汽对安装在碳化硅晶圆安装部上的碳化硅晶圆进行腐蚀加工；将耐腐蚀多孔保温材料填充到冷凝区8，将易与碱性气体发生反应的耐腐蚀多孔材料填充到反应区9，加热产生的高温碱性蒸汽首先与管堵5的冷凝区8接触，冷凝区8内部的耐腐蚀多孔材料对高温碱性蒸汽进行冷却和吸附，被冷却后的高温碱性蒸汽与反应区9接触，高温碱性蒸汽在反应区9被中和吸收；反应部件1为管状容器，便于反应部件1的安装与移动，同时采取管状外形，有效增加受热面积，提升了高温碱性蒸汽对碳化硅晶圆的腐蚀效率。
反应部件1、碳化硅晶圆安装部件6以及耐腐蚀舟3均采用镍制成。
通过采用镍制造反应部件1、碳化硅晶圆安装部件6以及耐腐蚀舟3均采用镍制成，镍对碱性气体具有良好的耐腐蚀性，有效保障上述部件的使用寿命。
如图2所示，反应部件1设有第一安装部和第二安装部，第一安装部用于安装耐腐蚀舟3，第二安装部用于安装碳化硅晶圆安装部件6。
通过设置第一安装部，实现便于安装耐腐蚀舟3；通过设置第二安装部，实现便于安装碳化硅晶圆安装部件6，同时增加耐腐蚀舟3和碳化硅晶圆安装部件6在反应部件1上的稳定性。
如图6所示，碳化硅晶圆安装部件6上设有多个插槽7，插槽7用于安装碳化硅晶圆。
通过设置多个插槽7，实现同时腐蚀多个碳化硅晶圆，实现了提高工作效率，节约加工成本的目的。
耐腐蚀舟3与加热部件4相对应。
通过设置耐腐蚀舟3与加热部件4相对应，加热部件4针对耐腐蚀舟3加热，使耐腐蚀舟3内的碱性腐蚀剂快速生成碱性蒸汽，提升效率，减少热量流失，达到节约能源的目的。
多孔保温材料为氧化锆纤维棉，氧化锆纤维棉高温抗氧性好，导热系数低，耐腐蚀性能与吸附能力强；耐腐蚀多孔材料为氧化铝纤维棉；氧化铝纤维棉易于吸附碱性气体，同时氧化铝短纤维具有突出的耐高温性能，使用寿命长。
如图4所示，管堵5包括安装框14、连接在安装框14上的第一封堵盘10以及第二封堵盘11，冷凝区8位于第一封堵盘10和第二封堵盘11之间，反应区9位于第二封堵盘11远离第一封堵盘10的一侧，第一封堵盘10上设有若干第一通孔12，第二封堵盘11上设有若干第二通孔13，第一通孔12便于碱性蒸汽进入冷凝区8，第二通孔13便于冷凝区8的碱性蒸汽进入反应区9，安装框14上还设有拉手15，拉手15便于拆装管堵5。
通过在第一封堵盘10和第二封堵盘11上设置第一通孔12和第二通孔13，达到便于高温碱性蒸汽进入冷凝区8和反应区9的目的；通过在安装框14上设置拉手15，达到便于拆装管堵5的目的。
如图7所示，加热部件4为与反应部件1相适配的管式炉，管式炉包裹反应部件1。
通过采用管式炉，实现环绕式加热，提升加热效率，减少热量流失，达到快速反应和节约能源的目的。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，反应部件11仅在一端设置开口，采用单个管堵5对开口进行密封。
本发明的一种使用方法：首先将多个待腐蚀的碳化硅晶圆放置到碳化硅晶圆安装部件6的插槽7内，将碳化硅晶圆安装部件6放入反应部件1的蒸汽腔2，向耐腐蚀舟3内注入碱性溶液并放入蒸汽腔2，在管堵5的冷凝区8和反应区9分别填充耐腐蚀多孔保温材料和易与碱性蒸汽发生反应的多孔保温材料；然后将管堵5安装在反应部件1上，从而密封反应部件1；最后将反应部将放置管式炉中，开启管式炉，管式炉对耐腐蚀舟3内的碱性溶液加热，碱性溶液生成碱性气体，碱性气体充满反应部件1的蒸汽腔2，碱性气体对碳化硅晶圆进行腐蚀，同时管堵5的冷凝区8和反应区9分别对碱性气体进行冷凝与反应，保障碱性气体不会逸出反应部件1。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。