一种碳化硅剥离设备

1.本实用新型涉及半导体碳化硅的加工，尤其涉及一种碳化硅剥离设备。


背景技术：

2.碳化硅作为第三代半导体，具有禁带宽度大、击穿场强高、热导率高、电子迁移率高、热稳定性和化学稳定性等优异特性，已在中高压电力电子领域和量子传感领域中展示了重要的应用潜力。目前，碳化硅晶圆片的加工方法普遍采用线切割法，该方法造成碳化硅材料的切口损失厚度超过180μm，损失严重。也有用激光切片法和光电化学腐蚀法相结合，具体将飞秒激光聚焦于碳化硅晶锭内部，形成一层微米级（＜10μm）的非晶层。该非晶层是由非晶硅、非晶碳和非晶碳化硅组成，其禁带宽度低于单晶碳化硅，可利用光电化学腐蚀法在禁带宽度上的选择性对非晶层进行选择性的腐蚀，最终实现碳化硅晶圆片剥离。此加工方法切口材料损失远低于线切割法，但是经过激光处理后，形成的非晶层在光电化学腐蚀过程中，是由外而内进行腐蚀的，耗时长，效率低，不利于碳化硅晶圆片的高效产物。


技术实现要素：

3.本实用新型针对上述问题，提出了一种碳化硅剥离设备。
4.本实用新型采取的技术方案如下：
5.一种碳化硅剥离设备，包括光电化学腐蚀装置，所述光电化学腐蚀装置包括：
6.电解容器，用于放置电解液；
7.电极总成，位于电解容器内，包含阴极部件以及至少一个阳极总成，所述阳极总成包括阳极板、导电胶层以及绝缘层，所述导电胶层位于阳极板的两个表面，所述导电胶层用于连接多个具有非晶层的碳化硅晶锭，所述绝缘层用于在碳化硅晶锭粘在所述导电胶层后，包覆阳极板和导电胶层的裸露部分；
8.照射光源，用于向阳极板的两个面上的碳化硅晶锭发送设定波长的入射光。
9.本技术通过在电极总成中阳极板上的导电胶层平铺若干碳化硅晶锭，使在利用光电化学腐蚀装置剥离碳化硅晶圆片时，能同时对多个碳化硅晶锭进行剥离，以减少耗时，提升效率，实现碳化硅晶圆片的高效量产。
10.进一步的，所述阳极板竖直设置，所述阳极总成的两侧均具有所述照射光源。
11.进一步的，所述电解容器内具有卡槽，所述阳极总成插入所述卡槽。
12.进一步的，所述阴极部件为铜网，所述阴极部件铺设在所述电解容器的底部。
13.进一步的，阳极总成有多个，各阳极总成的阳极板通过导电件相互串联或者并联。
14.进一步的，所述电解容器包括多个容纳部，相邻两个容纳部相互连通，每个容纳部内设置有所述阳极总成，相邻两个容纳部之间具有安装空间，所述安装空间用于安装所述照射光源。
15.进一步的，各阳极总成的阳极板平行设置。
16.进一步的，还包括供液系统，所述供液系统包括电解液储液罐、输液泵以及废液储
液罐，所述电解液储液罐通过管路与所述电解容器连通，所述输液泵安装在所述管路上，所述废液储液罐与所述电解容器连接，用于接收来自电解容器的废液。
17.进一步的，还包括用于加热电解液的加热装置，所述加热装置为鼓风干燥箱或微波发生装置。
18.进一步的，所述照射光源为氙灯、汞灯或led灯。
19.进一步的，还包括供电系统，所述供电系统具有正极和负极，所述阳极板与所述正极连通，所述阴极部件与所述负极连通。
20.本实用新型的有益效果是：本技术通过在阳极板两侧涂导电胶层和阵列碳化硅晶锭，甚至将多个阳极总成串联或者并联，使在利用光电化学腐蚀装置法剥离碳化硅晶圆片时，能同时对多个碳化硅晶锭进行剥离，以减少耗时，提升效率，实现碳化硅晶圆片的高效量产。
附图说明
21.图1是阵列式碳化硅剥离装置结构示意图；
22.图2是阵列式电极总成系统俯视图；
23.图3是阳极总成俯视图；
24.图4是阳极总成侧视图。
25.图中各附图标记为：
26.1、电解液储液罐；2、输液泵；3、管路；4、入料口；5、照射光源；6、阴极部件；7、废液储液罐；8、出料口；9、电解容器；10、阳极总成；11、容纳部；12、负极；13、正极；14、加热装置；15、导电件；16、卡槽；17、阳极板；18、绝缘层；19、导电胶层；20、碳化硅晶锭；21、非晶层；22、安装空间。
具体实施方式
27.下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。
28.如图1~图4所示，一种碳化硅剥离设备，包括光电化学腐蚀装置，光电化学腐蚀装置包括：
29.电解容器9，用于放置电解液；
30.电极总成，位于电解容器9内，包含阴极部件6以及至少一个阳极总成10，阳极总成10包括阳极板17、导电胶层19以及绝缘层18，导电胶层19位于阳极板17的两个表面，导电胶层19用于连接多个具有非晶层21的碳化硅晶锭20，绝缘层18用于在碳化硅晶锭20粘在导电胶层19后，包覆阳极板17和导电胶层19的裸露部分；
31.照射光源5，用于向阳极板17的两个面上的碳化硅晶锭20发送设定波长的入射光。
32.碳化硅剥离设备的电极总成中阳极板17上的导电胶层19平铺若干碳化硅晶锭20，在利用光电化学腐蚀装置剥离碳化硅晶圆片时，同时对多个碳化硅晶锭20进行剥离，减少耗时，效率提升，实现碳化硅晶圆片的高效量产。
33.实际运用时，阳极总成10的两侧均具有照射光源5。如图1和图2所示，本实施例中，阳极板竖直设置。
34.实际运用时，阳极总成10可以通过多种方式固定在电解容器9中。如图2所示，本实
施例中，电解容器9内具有卡槽16，阳极总成10插入卡槽16。
35.阳极总成和卡槽插接配合，便于拆装，以更换不同的部件。
36.如图2所示，本实施例中，阴极部件6为铜网，阴极部件6铺设在电解容器9的底部。
37.如图1和图2所示，本实施例中，阳极总成10有多个，各阳极总成10的阳极板17通过导电件15相互串联或者并联。
38.如图1和图2所示，本实施例中，电解容器9包括多个容纳部11，相邻两个容纳部11相互连通，每个容纳部11内设置有阳极总成10，相邻两个容纳部11之间具有安装空间22，安装空间22用于安装照射光源5。
39.如图1和图2所示，本实施例中，各阳极总成10的阳极板17平行设置。
40.如图1所示，于本实施例中，还包括供液系统，供液系统包括电解液储液罐1、输液泵2以及废液储液罐7，电解液储液罐1通过管路3与电解容器9连通，输液泵2安装在管路3上，废液储液罐7与电解容器9连接，用于接收来自电解容器9的废液。电解液是由40%hf与超纯水按1:1～39的质量比混合、搅拌均匀制成的1%～20%的hf水溶液。电解液从电解液储液罐1中通过输液泵2以1～5 ml/min的流速从进料口4注入电解容器9，从出料口8流入废液储液罐7。
41.实际运用时，还包括用于加热电解液的加热装置14，加热装置14为鼓风干燥箱或微波发生装置，于本实施例中，给电解液提供的温度为30～80摄氏度。
42.于本实施例中，照射光源5为氙灯、汞灯或led灯，照射光源5到达非晶层21表面的光线波长范围为400nm～780nm。
43.于本实施例中，绝缘层18为环氧树脂层，阳极板17为铜板，碳化硅晶锭20厚度为0.5～50毫米，碳化硅晶锭的外径为2～8英寸，非晶层21距离碳化硅晶锭表面的深度为10～600微米，碳化硅晶锭型号为4h型或6h型，氮掺杂浓度范围是5
×
10
14
～3
×
10
19
atoms/cm3。
44.如图1所示，本实施例中，还包括具有正极13和负极12的供电系统，阳极板17与正极13连通，阴极部件6与负极12连通。本实施例中供电系统对阳极板17施加正电位，大小为1～8v。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的保护范围内。