CN218212570U - 一种光电化学腐蚀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电化学腐蚀装置，涉及电化学技术领域，包括：电解池，电解池侧壁或者底部设有开口处，开口处用于半导体晶片的固定；欧姆接触电极，欧姆接触电极设于朝向开口处方向的半导体晶片的表面上；阴极电极，阴极电极设于电解池内；光源，光源位于电解池上方。本申请的光电化学腐蚀装置使得欧姆接触电极与电解池内的腐蚀液分隔开，从而有效避免了欧姆接触电极因与腐蚀液直接接触而导致扩散脱落，污染腐蚀液，引发副反应，导致欧姆接触电极失效的问题，有效增加了欧姆接触电极可重复利用的次数，进而提高了腐蚀实验的连续性，降低了成本。

Description

一种光电化学腐蚀装置

技术领域

本实用新型涉及电化学技术领域，具体涉及一种光电化学腐蚀装置。

背景技术

氧化镓作为一种高性能半导体器件的衬底材料，单晶的晶体质量尤重要，位错、空洞、微管等缺陷将会影响外延薄膜在氧化镓衬底的生长质量，此外也可能成为漏电流的通道从而使得器件被击穿，从而影响器件的性能。因此对氧化镓单晶的缺陷识别非常必要。通常人们用缺陷选择性腐蚀暴露晶体内部缺陷的方法来快速识别缺陷类型。由于氧化镓的化学性质稳定，传统的腐蚀方法采用强酸或强碱作为腐蚀剂，仍存在反应温度高(>100℃)，腐蚀时间长，腐蚀效率低等问题。与此同时，光电化学腐蚀采用外加光(超带隙光)、外加电源等，提供电子空穴对的同时将电子从价带中抽出(导带中注入空穴)，大幅提高腐蚀反应速率，同时利用缺陷位置的能级变化造成的腐蚀速率差异，选择性的暴露和识别晶体内部缺陷。

然而，采用光电化学腐蚀的方法时，需要在氧化镓晶片表面制作欧姆接触层作为阳极连接电源的正极，欧姆接触层主要由贵金属组成，电极造价较高。同时，现有的光电化学腐蚀装置大多是将单晶片及欧姆接触电极都浸没在腐蚀液中，但由于氧化镓的光电化学腐蚀液主要为强酸或强碱，往往会造成欧姆接触电极部分扩散脱落，污染腐蚀液，引发副反应，甚至导致欧姆接触电极失效，无法多次利用，从而降低了腐蚀实验的连续性，进而增加了成本。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

针对现有光电化学腐蚀装置在使用过程中，存在欧姆接触电极部分脱落，污染腐蚀液，无法多次利用降低了腐蚀实验的连续性以及成本较高的技术问题，本实用新型提供了一种光电化学腐蚀装置，它可以有效避免欧姆接触电极因与腐蚀液直接接触而导致脱落，污染腐蚀液，引发副反应，导致欧姆接触电极失效的问题，有效增加了欧姆接触电极可重复利用的次数，进而提高了腐蚀实验的连续性，降低了成本。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种光电化学腐蚀装置，包括：电解池，所述电解池侧壁或者底部设有开口处，所述开口处用于半导体晶片的固定；欧姆接触电极，所述欧姆接触电极设于朝向开口处方向的半导体晶片的表面上；阴极电极，所述阴极电极设于所述电解池内；光源，所述光源位于所述电解池上方。

在本申请中，通过在电解池侧壁或者底部设置开口处用于半导体晶片的固定，半导体晶片待腐蚀的表面朝向腐蚀液，朝向开口处方向的半导体晶片的表面上设有欧姆接触电极，该设置使得欧姆接触电极与电解池内的腐蚀液分隔开，从而有效避免了欧姆接触电极因与腐蚀液直接接触而导致脱落，污染腐蚀液，引发副反应，甚至导致欧姆接触电极失效的问题，有效增加了欧姆接触电极可重复利用的次数，进而提高了腐蚀实验的连续性，降低了成本。

可选的，还包括电源，所述阴极电极与所述电源的负极相连，所述欧姆接触电极与电源的正极相连。

可选的，所述光源为紫外光源。

可选的，所述紫外光源为波长254nm的深紫外低压汞灯。

可选的，还包括防紫外罩，所述电解池位于所述防紫外罩内。

可选的，所述电解池外壁上设有密封盖，所述密封盖与所述开口处位置对应。

可选的，所述密封盖上设有引线通孔。

可选的，所述密封盖与所述电解池之间可拆卸连接。

可选的，所述密封盖通过螺钉固定于所述电解池上。

可选的，所述欧姆接触电极的尺寸小于半导体晶片的尺寸，所述开口处的形状尺寸与所述欧姆接触电极相匹配。

3、有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本申请实施例提出的一种光电化学腐蚀装置，结构简单，通过在电解池侧壁或者底部设置开口处用于半导体晶片的固定，半导体晶片待腐蚀的表面朝向腐蚀液，朝向开口处方向的半导体晶片的表面上设有欧姆接触电极，该设置使得欧姆接触电极与电解池内的腐蚀液分隔开，从而有效避免了欧姆接触电极因与腐蚀液直接接触而导致脱落，污染腐蚀液，引发副反应，甚至导致欧姆接触电极失效的问题，有效增加了欧姆接触电极可重复利用的次数，进而提高了腐蚀实验的连续性，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的一种光电化学腐蚀装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提出的一种光电化学腐蚀装置的侧视图。

图3为本实用新型实施例提出的一种光电化学腐蚀装置中组装有欧姆接触电极的半导体晶片的结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-3，本实施例提供一种光电化学腐蚀装置，包括：电解池1，所述电解池底部设有开口处2，所述开口处2用于半导体晶片3的固定；欧姆接触电极4，所述欧姆接触电极4设于朝向开口处2方向的半导体晶片3的表面上；阴极电极，所述阴极电极设于所述电解池1内；光源5，所述光源5位于所述电解池1上方。

在本实施例中，电解池1内盛放有腐蚀液，通过在电解池底部设置开口处2用于半导体晶片3的固定，半导体晶片3待腐蚀的表面朝向腐蚀液，朝向开口处2方向的半导体晶片3的表面上设有欧姆接触电极4，该设置使得欧姆接触电极4与电解池1内的腐蚀液分隔开，从而有效避免了欧姆接触电极4因与腐蚀液直接接触而导致脱落，污染腐蚀液，引发副反应，甚至导致欧姆接触电极4失效的问题，有效增加了欧姆接触电极4可重复利用的次数，进而提高了腐蚀实验的连续性，降低了成本。

实际运用中，欧姆接触电极4为金属电极，半导体晶片3为氧化镓晶片以及需要使用多层贵金属/金属制备欧姆接触电极4的晶片。

实际运用中，电解池1材质为耐腐蚀材质。

实际运用中，开口处2设于所述电解池1侧壁上。

实施例2

本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：还包括电源8，所述阴极电极与所述电源8的负极相连，所述欧姆接触电极4与电源8的正极相连。实际运用中，所述阴极电极和所述欧姆接触电极4分别通过引线10与电源8对应的负极和正极相连接。

实施例3

本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例1或2的技术方案相比，可改进如下：所述光源5为紫外光源。

实施例4

本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例3的技术方案相比，可改进如下：所述紫外光源为波长254nm的深紫外低压汞灯。

实施例5

结合附图1，本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例3的技术方案相比，可改进如下：还包括防紫外罩6，所述电解池1位于所述防紫外罩6内，该设置防止紫外光源外泄。

实施例6

结合附图1-2，本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述电解池1外壁上设有密封盖7，所述密封盖7与所述开口处2位置对应，密封盖7用于保护欧姆接触电极4的同时，达到密封的效果。

实施例7

本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例6的技术方案相比，可改进如下：所述密封盖7上设有引线通孔(图中未标出)。引线通孔用于欧姆接触电极4与电源8之间引线的穿过。

实施例8

本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例6的技术方案相比，可改进如下：所述密封盖7与所述电解池1之间可拆卸连接，便于组装与拆卸。

实施例9

本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例6的技术方案相比，可改进如下：所述密封盖7通过螺钉9固定于所述电解池1上。

实施例10

本实施例的一种光电化学腐蚀装置，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述欧姆接触电极4的尺寸小于半导体晶片3的尺寸，所述开口处2的形状尺寸与所述欧姆接触电极4相匹配。该设置使得欧姆接触电极4定位于开口处2并暴露于空气中，通过引线10与电源8正极相连，与此同时，半导体晶片3固定在开口处2处，并使其待腐蚀面更好的浸泡于腐蚀液中以及光源照射下的同时，使欧姆接触电极4更好的与腐蚀液分开设置，从而避免了因与腐蚀液直接接触而导致欧姆接触电极4层脱落，导致腐蚀液的污染，以及引发副反应，甚至导致欧姆接触电极4失效的问题，有效增加了欧姆接触电极4可重复利用的次数，进而提高了实验的连续性，降低欧姆接触电极4的成本。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光电化学腐蚀装置，其特征在于，包括：

电解池，所述电解池侧壁或者底部设有开口处，所述开口处用于半导体晶片的固定；

欧姆接触电极，所述欧姆接触电极设于朝向开口处方向的半导体晶片的表面上；

阴极电极，所述阴极电极设于所述电解池内；

光源，所述光源位于所述电解池上方。

2.根据权利要求1所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，还包括电源，所述阴极电极与所述电源的负极相连，所述欧姆接触电极与电源的正极相连。

3.根据权利要求1或2所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，所述光源为紫外光源。

4.根据权利要求3所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，所述紫外光源为波长254nm的深紫外低压汞灯。

5.根据权利要求3所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，还包括防紫外罩，所述电解池位于所述防紫外罩内。

6.根据权利要求1所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，所述电解池外壁上设有密封盖，所述密封盖与所述开口处位置对应。

7.根据权利要求6所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，所述密封盖上设有引线通孔。

8.根据权利要求6所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，所述密封盖与所述电解池之间可拆卸连接。

9.根据权利要求6所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，所述密封盖通过螺钉固定于所述电解池上。

10.根据权利要求1所述的光电化学腐蚀装置，其特征在于，所述欧姆接触电极的尺寸小于半导体晶片的尺寸，所述开口处的形状尺寸与所述欧姆接触电极相匹配。

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