CN115094517B - 一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，包括箱体，所述箱体内设有处理室，所述处理室的内底部设有矩形块，所述矩形块的上端设有两个腐蚀槽，两个所述腐蚀槽的内底部均设有电热板，两个所述腐蚀槽内均填充有强碱溶液，所述矩形块的上端固定连接有竖板。该装置只需依次将碳化硅晶片通过两个固定夹固定后，通过腐蚀化处理后与原碳化硅晶片的重力差即可完成对碳化硅晶片的取放，且晶片升高后会导通管道，通过水泵对碳化硅晶片进行清洗，减少碳化硅表面上强碱溶液的残留，便于工作人员将晶片取下且无需后续再次清洗，同时每次腐蚀化处理后自动注入一定量的高浓度强碱溶液，确保后续对碳化硅晶片的腐蚀效果。

Description

一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备

技术领域

本发明涉及碳化硅晶片加工技术领域，尤其涉及一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备。

背景技术

碳化硅是第三代半导体的代表性材料，禁带宽度大，化学惰性高，在高频高压器件领域有重要应用价值，已经逐渐应用于光伏、新能源汽车、智能电网等领域，表现优异，在碳化硅晶片加工的过程中，碳化硅的表面易发生位错缺陷，这类缺陷不易进行发觉，由于位错处会优先进行腐蚀，因此通常利用腐蚀法对碳化硅晶片的位错区域进行判断，然后吸纳有的碳化硅晶片腐蚀化仍然存在以下问题：

现有的碳化硅晶片在腐蚀处理时，大多采用常规的腐蚀炉，需要人为的进行取放，在取放的过程中可能会由于碱性溶液飞溅与工作人员的皮肤接触，从而存在一定的危险性，且经过腐蚀后的碳化硅晶片需要人为佩戴手套将其取出后进行清洗，从而增加了对碳化硅晶片的加工步骤，影响对碳化硅的加工效率，且随着腐蚀化次数的增多，强碱溶液的浓度会降低，使得后续腐蚀化的处理时间较久，影响后续对碳化硅的腐蚀化处理的效率，因此，如何合理的解决这个问题是我们所需要考虑的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，该装置只需依次将碳化硅晶片通过两个固定夹固定后，通过腐蚀化处理后与原碳化硅晶片的重力差即可完成对碳化硅晶片的取放，且晶片升高后会导通管道，通过水泵对碳化硅晶片进行清洗，减少碳化硅表面上强碱溶液的残留，便于工作人员将晶片取下且无需后续再次清洗，同时每次腐蚀化处理后自动注入一定量的高浓度强碱溶液，确保后续对碳化硅晶片的腐蚀效果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，包括箱体，所述箱体内设有处理室，所述处理室的内底部设有矩形块，所述矩形块的上端设有两个腐蚀槽，两个所述腐蚀槽的内底部均设有电热板，两个所述腐蚀槽内均填充有强碱溶液，所述矩形块的上端固定连接有竖板，所述竖板的上端与处理室的内顶部固定连接，所述竖板内设有矩形腔，所述矩形腔的内顶部设有处理室的内顶部均设有多个导向轮，所述处理室内设有两个固定块，两个所述固定块的上端共同固定连接有拉绳，所述拉绳依次搭设在三个导向轮上，两个所述固定块的下端均设有抖动组件；所述抖动组件包括设置固定块下端的竖槽，所述竖槽内设有滑块，所述滑块与竖槽的内顶部通过第二弹簧弹性连接，所述滑块与竖槽的内壁滑动连接，所述滑块的下端转动连接有铁链，所述铁链的下端固定连接有固定夹，所述滑块具有导电性，所述竖槽远离竖板的一侧内壁上设有导电块。

优选地，两个所述腐蚀槽的相邻侧内壁上均设有横槽，两个所述横槽内均设有挡板，两个所述挡板与对应横槽的内壁滑动连接，两个所述挡板的相邻侧与对应横槽远离腐蚀槽的一侧内壁通过第一弹簧弹性连接，两个所述横槽的相邻侧空间通过横管连通。

优选地，所述箱体的上端设有泵体，所述箱体内设有过渡腔，所述泵体的出液端与过渡腔的上端通过弯管连通，所述处理室的左右两侧内壁上均设有空心板，两个所述空心板的相邻面均设有多个出液口，两个所述空心板的相背侧与过渡腔的左右两侧空间通过出液管连通。

优选地，两个所述固定块的上端均设有折叠气囊，两个所述折叠气囊远离固定块的一端与处理室的内顶部固定连接，所述箱体内设有两个通腔，两个所述通腔均贯穿对应的出液管，两个所述通腔内均设有挡块，两个所述挡块与对应通腔的内壁滑动连接，两个所述通腔的底部空间与折叠气囊通过短管连通，两个所述挡块上均设有通口，两个所述通腔的顶部空间与外界通过连接管连通，两个所述通腔的左右两侧内壁上均设有导电片，两个所述挡块均具有导电性。

优选地，所述箱体的左右两侧均设有储存盒，两个所述腐蚀槽的相背侧空间与对应储存盒的顶部空间通过排水管连通，所述处理室的前侧设有两个拉门，两个所述拉门上均设有玻璃窗。

优选地，所述箱体的上端设有两个加料盒，两个所述加料盒内均填充有高浓度强碱溶液，两个所述连接管远离对应通腔的一端与加料盒的底部空间连通，两个所述通腔的顶部空间与对应腐蚀槽的底部空间通过注液管连通，每个所述注液管和连接管上均设有单向阀。

本发明具有以下有益效果：

与现有技术相比，通过三个导向轮和固定块的设置，利用腐蚀后两个碳化硅晶体的重量变化，从而无需人为的将碳化硅晶体放入至强碱溶液中和从强碱溶液中取出，减少对碳化硅晶体腐蚀时的危险性；

与现有技术相比，在其中一侧的碳化硅晶体进行腐蚀化处理时，此时另一侧碳化硅晶体会进行清洗，此时水流的作用可以带动碳化硅晶体进行转动，从而确保对碳化硅晶体的各个面进行清洗处理，确保清洗效果；

与现有技术相比，在进行清洗和腐蚀化处理时，两个碳化硅晶体均处于抖动的状态，从而使得在腐蚀处理时能够使得强碱溶液处于抖动的状态，避免强碱溶液分层，同时在清洗时能够将碳化硅晶体上的强碱溶液和水抖落，确保对碳化硅晶体的清洗效果；

与现有技术相比，通过挡块的上下移动，从而在每次腐蚀处理后，均会向腐蚀槽内注入一定量的高浓度强碱溶液，从而保证腐蚀槽内的强碱溶液的浓度，从而使得确保对后续碳化硅晶体的腐蚀效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备的结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为图1中B处的放大结构示意图；

图4为图1的正面示意图；

图5为本发明实施例2的结构示意图；

图6为图5中部分区域的放大结构示意图。

图中：1箱体、2储存盒、3排水管、4矩形块、5电热板、6腐蚀槽、7横槽、8挡板、9第一弹簧、10横管、11竖板、12矩形腔、13导向轮、14固定块、15空心板、16出液管、17泵体、18过渡腔、19折叠气囊、20通腔、21挡块、22导电片、23处理室、24拉门、25注液管、26导电块、27竖槽、28第二弹簧、29滑块、30连接管。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

参照图1-4，一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，包括箱体1，箱体1内设有处理室23，处理室23的内底部设有矩形块4，矩形块4的上端设有两个腐蚀槽6，两个腐蚀槽6的内底部均设有电热板5，电热板5的设置使得腐蚀槽6内的强碱溶液处于高温的状态，两个腐蚀槽6内均填充有强碱溶液，矩形块4的上端固定连接有竖板11，竖板11的上端与处理室23的内顶部固定连接，竖板11内设有矩形腔12，矩形腔12的内顶部设有处理室23的内顶部均设有多个导向轮13，处理室23内设有两个固定块14，两个固定块14的上端共同固定连接有拉绳，拉绳依次搭设在三个导向轮13上，两个固定块14的下端均设有抖动组件，抖动组件包括设置固定块14下端的竖槽27，竖槽27内设有滑块29，滑块29与竖槽27的内顶部通过第二弹簧28弹性连接，两个第二弹簧28具有导电性，滑块29与竖槽27的内壁滑动连接，滑块29的下端转动连接有铁链，铁链的下端固定连接有固定夹，滑块29具有导电性，竖槽27远离竖板11的一侧内壁上设有导电块26，滑块29与对应的导电块26构成一个第一导电组件，第二弹簧28具有导电性，设置一个外接电源，外接电源，两个第一导电组件和两个第二弹簧28通过导线构成一个回路。

其中，两个腐蚀槽6的相邻侧内壁上均设有横槽7，两个横槽7内均设有挡板8，两个挡板8与对应横槽7的内壁滑动连接，两个挡板8的相邻侧与对应横槽7远离腐蚀槽6的一侧内壁通过第一弹簧9弹性连接，两个第一弹簧9具有导电性，两个横槽7的相邻侧空间通过横管10连通。

其中，箱体1的上端设有泵体17，外界设置一个水箱，泵体17的进液端通过软管与竖向的内底部连通，箱体1内设有过渡腔18，泵体17的出液端与过渡腔18的上端通过弯管连通，处理室23的左右两侧内壁上均设有空心板15，两个空心板15的相邻面均设有多个出液口，两个空心板15的相背侧与过渡腔18的左右两侧空间通过出液管16连通，两个固定块14的上端均设有折叠气囊19，两个折叠气囊19远离固定块14的一端与处理室23的内顶部固定连接，箱体1内设有两个通腔20，两个通腔20均贯穿对应的出液管16，两个通腔20内均设有挡块21，两个挡块21与对应通腔20的内壁滑动连接，两个通腔20的底部空间与折叠气囊19通过短管连通，两个挡块21上均设有通口，两个通腔20的顶部空间与外界通过连接管30连通，两个通腔20的左右两侧内壁上均设有导电片22，挡块21与对应的两个导电片22构成第二导电单元，两个挡块21均具有导电性，外接电源、两个第二导电单元和两个第一弹簧9通过导线构成一个回路，且第二导电单元与对应的第一弹簧9相互串联，两个第一弹簧9相互并联。

其中，箱体1的左右两侧均设有储存盒2，两个腐蚀槽6的相背侧空间与对应储存盒2的顶部空间通过排水管3连通，处理室23的前侧设有两个拉门24，两个拉门24上均设有玻璃窗。

本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：当需要对碳化硅晶片进行腐蚀化处理时，此时可以先打开左侧的拉门24，利用左侧的固定夹将碳化硅晶体的上端夹住，此时可以松开手关闭拉门24，然后在碳化硅晶体的重力作用下，使得碳化硅晶体进入至位于左侧的腐蚀槽6内，同时位于右侧的固定夹会上移（由于导向轮13的转轴上设有阻尼轴承，从而使得拉绳在导向轮13上移动的速度较慢，进而使得碳化硅晶体缓慢进入至强碱溶液内）；

当腐蚀一段时间后，此时碳化硅晶体的整体重量会减少，此时可以打开右侧的拉门24，将新的碳化硅晶体的上端通过固定夹进行固定，此时由于左侧的碳化硅晶体比位于右侧的碳化硅晶体的更轻，从而使得位于左侧的碳化硅晶体上移，位于右侧的碳化硅晶体下移至腐蚀槽6内进行腐蚀化处理；

此时可以开启泵体17，将外界水箱内的水抽入至过渡腔18内，此时由于位于左侧的固定块14上移，位于右侧的固定块14下移，此时位于左侧的折叠气囊19压缩，位于右侧的折叠气囊19压缩，从而使得位于左侧的挡块21上移，位于右侧的挡块21下移，此时位于左侧的通口将对应的注液管25导通，此时过渡腔18内的水进入至位于左侧的空心板15内，然后喷向位于左侧的碳化硅晶体表面，将表面残留的强碱溶液冲走，同时由于水流的冲击力的作用，会使得碳化硅晶体转动，进而使得水流能够对碳化硅晶体的表面冲洗完全；

同时当位于右侧的挡块21下移时，与两个导电片22接触，此时会使得位于右侧的第一弹簧9通电，根据电磁效应可知，每个线圈均会产生磁场，且每两个相邻线圈产生的磁场方向相反，每两个相邻线圈会产生相互的吸引力，从而使得位于右侧的第一弹簧9收缩，此时位于右侧的挡板8左移，从而将气体压入至位于左侧的横槽7内，使得位于左侧的挡板8左移，从而将腐蚀槽6的槽口密闭，此时对碳化硅晶体进行清洗时的水流会通过挡板8流入至排水管3内，然后流入至储存盒2内；

同时当在进行腐蚀处理和清洗处理时，由于滑块29初始状态下与导电块26接触，此时会使得第二弹簧28通电，第二弹簧28通电后，会使得第二弹簧28收缩，从而带动滑块29上碳化硅晶体上移，当滑块29与导电块26脱离时，由于滑块29具有惯性，会继续上移一段距离后再回移，当滑块29再次与导电块26接触时，会重复上述过程，从而使得碳化硅晶体处于抖动的状态，进而在腐蚀处理时能够使得强碱溶液处于抖动的状态，避免强碱溶液分层，同时在清洗时能够将多余的强碱溶液和水抖落，确保对碳化硅晶体的清洗效果；

当清洗完毕后，此时只需打开拉门24，将清洗好的碳化硅晶体取出后，然后将新的碳化硅晶体放入，此时新的碳化硅晶体再次进入腐蚀槽6内，同时位于右侧的碳化硅晶体上移，此时位于右侧的出液管16导通，位于左侧的出液管16堵塞，同时位于左侧的腐蚀槽6的槽口打开，位于右侧的腐蚀槽6的槽口密闭，从而此时对位于左侧的碳化硅晶体进行清洗。

与现有技术相比，通过三个导向轮13和固定块14的设置，利用腐蚀后两个碳化硅晶体的重量变化，从而无需人为的将碳化硅晶体放入至强碱溶液中和从强碱溶液中取出，减少对碳化硅晶体腐蚀时的危险性；

在其中一侧的碳化硅晶体进行腐蚀化处理时，此时另一侧碳化硅晶体会进行清洗，此时水流的作用可以带动碳化硅晶体进行转动，从而确保对碳化硅晶体的各个面进行清洗处理，确保清洗效果；

在进行清洗和腐蚀化处理时，两个碳化硅晶体均处于抖动的状态，从而使得在腐蚀处理时能够使得强碱溶液处于抖动的状态，避免强碱溶液分层，同时在清洗时能够将碳化硅晶体上的强碱溶液和水抖落，确保对碳化硅晶体的清洗效果。

实施例2

参照图5-6，本实施例与实施例1的不同之处在于，箱体1的上端设有两个加料盒，两个加料盒内均填充有高浓度强碱溶液，两个连接管30远离对应通腔20的一端与加料盒的底部空间连通，两个通腔20的顶部空间与对应腐蚀槽6的底部空间通过注液管25连通，每个注液管25和连接管30上均设有单向阀，加料盒内的高浓度强碱溶液通过连接管30单向进入至通腔20的顶部空间内，通腔20顶部空间的液体通过注液管25单向进入至腐蚀槽6内。

本实施例中，在挡块21下移时，此时会将加料盒内的高浓度强碱溶液通过连接管30吸入至通腔20的顶部空间内，当挡块21上移时，此时会将高浓度强碱溶液注入至腐蚀槽6内进行补充，从而确保腐蚀槽6内的强碱溶液的浓度始终保持在较高的状态，避免浓度过低影响对碳化硅晶体的腐蚀效果。

与现有技术相比，通过挡块21的上下移动，从而在每次腐蚀处理后，均会向腐蚀槽6内注入一定量的高浓度强碱溶液，从而保证腐蚀槽6内的强碱溶液的浓度，从而使得确保对后续碳化硅晶体的腐蚀效果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，包括箱体（1），其特征在于：所述箱体（1）内设有处理室（23），所述处理室（23）的内底部设有矩形块（4），所述矩形块（4）的上端设有两个腐蚀槽（6），两个所述腐蚀槽（6）的内底部均设有电热板（5），两个所述腐蚀槽（6）内均填充有强碱溶液，所述矩形块（4）的上端固定连接有竖板（11），所述竖板（11）的上端与处理室（23）的内顶部固定连接，所述竖板（11）内设有矩形腔（12），所述矩形腔（12）的内顶部、处理室（23）的内顶部均设有多个导向轮（13），所述处理室（23）内设有两个固定块（14），两个所述固定块（14）的上端共同固定连接有拉绳，所述拉绳依次搭设在三个导向轮（13）上，两个所述固定块（14）的下端均设有抖动组件；

所述抖动组件包括设置固定块（14）下端的竖槽（27），所述竖槽（27）内设有滑块（29），所述滑块（29）与竖槽（27）的内顶部通过第二弹簧（28）弹性连接，所述滑块（29）与竖槽（27）的内壁滑动连接，所述滑块（29）的下端转动连接有铁链，所述铁链的下端固定连接有固定夹，所述滑块（29）具有导电性，所述竖槽（27）远离竖板（11）的一侧内壁上设有导电块（26），腐蚀化设备对碳化硅晶片进行腐蚀化处理和清洗处理，对碳化硅晶片进行腐蚀化处理时，利用固定夹将碳化硅晶体的上端夹住，在碳化硅晶体的重力作用下，使得碳化硅晶体进入腐蚀槽（6）内，滑块（29）与对应的导电块（26）构成一个第一导电组件，第二弹簧（28）具有导电性，设置一个外接电源，外接电源、两个第一导电组件和两个第二弹簧（28）通过导线构成一个回路，当在进行腐蚀处理和清洗处理时，滑块（29）初始状态下与导电块（26）接触，使得第二弹簧（28）通电，第二弹簧（28）通电后，使得第二弹簧（28）收缩，从而带动滑块（29）上碳化硅晶体上移,滑块（29）与导电块（26）脱离时，由于滑块（29）具有惯性，会继续上移一段距离后再回移，当滑块（29）再次与导电块（26）接触时，会重复上述过程，从而使得碳化硅晶体处于抖动的状态。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，其特征在于：两个所述腐蚀槽（6）的相邻侧内壁上均设有横槽（7），两个所述横槽（7）内均设有挡板（8），两个所述挡板（8）与对应横槽（7）的内壁滑动连接，两个所述挡板（8）的相邻侧与对应横槽（7）远离腐蚀槽（6）的一侧内壁通过第一弹簧（9）弹性连接，两个所述横槽（7）的相邻侧空间通过横管（10）连通。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，其特征在于：所述箱体（1）的上端设有泵体（17），所述箱体（1）内设有过渡腔（18），所述泵体（17）的出液端与过渡腔（18）的上端通过弯管连通，所述处理室（23）的左右两侧内壁上均设有空心板（15），两个所述空心板（15）的相邻面均设有多个出液口，两个所述空心板（15）的相背侧与过渡腔（18）的左右两侧空间通过出液管（16）连通。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，其特征在于：两个所述固定块（14）的上端均设有折叠气囊（19），两个所述折叠气囊（19）远离固定块（14）的一端与处理室（23）的内顶部固定连接，所述箱体（1）内设有两个通腔（20），两个所述通腔（20）均贯穿对应的出液管（16），两个所述通腔（20）内均设有挡块（21），两个所述挡块（21）与对应通腔（20）的内壁滑动连接，两个所述通腔（20）的底部空间与折叠气囊（19）通过短管连通，两个所述挡块（21）上均设有通口，两个所述通腔（20）的顶部空间与外界通过连接管（30）连通，两个所述通腔（20）的左右两侧内壁上均设有导电片（22），两个所述挡块（21）均具有导电性，挡块（21）与对应的两个导电片（22）构成第二导电单元，两个挡块（21）均具有导电性，外接电源、两个第二导电单元和两个第一弹簧（9）通过导线构成一个回路，且第二导电单元与对应的第一弹簧（9）相互串联，两个第一弹簧（9）相互并联。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，其特征在于：所述箱体（1）的左右两侧均设有储存盒（2），两个所述腐蚀槽（6）的相背侧空间与对应储存盒（2）的顶部空间通过排水管（3）连通，所述处理室（23）的前侧设有两个拉门（24），两个所述拉门（24）上均设有玻璃窗。

6.根据权利要求4所述的一种碳化硅晶片加工用腐蚀化设备，其特征在于：所述箱体（1）的上端设有两个加料盒，两个所述加料盒内均填充有高浓度强碱溶液，两个所述连接管（30）远离对应通腔（20）的一端与加料盒的底部空间连通，两个所述通腔（20）的顶部空间与对应腐蚀槽（6）的底部空间通过注液管（25）连通，每个所述注液管（25）和连接管（30）上均设有单向阀。