一种电子碳化硅芯片的生产设备及其方法
技术领域
本发明涉及碳化硅芯片的生产装置技术领域，尤其涉及一种电子碳化硅芯片的生产设备及其方法。
背景技术
碳化硅芯片一般情况下不会安装在衬底晶片上，而是制作在外延层上。
现有的制作碳化硅的外延层方式在外延炉中进行，在碳化硅的表面形成外延层薄膜时无法对外延层膜进行辊压，导致外延层膜的均匀性和厚度无法保证，影响碳化硅芯片的安装工作，所以我们提出了一种电子碳化硅芯片的生产设备及其方法，用以解决上述提出的问题。
发明内容
基于背景技术存在的制作碳化硅的外延层方式在外延炉中进行，在碳化硅的表面形成外延层薄膜时无法对外延层膜进行辊压，导致外延层膜的均匀性和厚度无法保证，影响碳化硅芯片的安装工作的技术问题，本发明提出了一种电子碳化硅芯片的生产设备及其方法。
本发明提出的一种电子碳化硅芯片的生产设备，包括底板，底板的顶部固定安装有外延炉，所述外延炉的两侧均连通有进气装置，所述外延炉的底部内壁上滑动安装有对称设置的两个放置台，两个放置台的顶部均放置有碳化硅板，两个放置台的底部设置有同一个驱动机构，所述外延炉的一侧内壁上设置有辊压机构，且辊压机构和两个碳化硅板的顶部紧密贴合。
优选的，所述进气装置包括固定安装在底板顶部的两个竖板，两个竖板相互靠近的一侧均固定安装有横板，两个横板的底部均固定安装有抽气泵，所述底板的顶部固定安装有丙烷罐和硅烷罐，两个抽气泵的进气口处均密封炉温螺纹连接有进气管道，两个进气管道的底部分别和丙烷罐和硅烷罐密封螺纹连接，两个抽气泵的出气口处均密封螺纹连接有进气管，两个进气管上均设置有电磁阀，两个进气管相互靠近的一端分别贯穿外延炉的两侧并均延伸至外延炉的内部，且两个进气管分别和外延炉的两侧密封螺纹连接，可以向外延炉内充入丙烷和硅烷，丙烷和硅烷可以和碳化硅板进行反应生成外延层膜。
优选的，所述驱动机构包括固定安装在外延炉底部内壁上的电动推杆，所述电动推杆输出轴的一端固定安装有齿条，所述外延炉的底部内壁上转动安装有竖轴，且竖轴的外侧固定套设有齿轮，所述齿轮和齿条相啮合，所述竖轴的顶部固定安装有转盘，所述转盘的顶部转动安装有呈中心点对称设置的两个连杆，两个连杆相互远离的一侧分别和两个放置台转动连接，实现两个碳化硅板的移动。
优选的，所述辊压装置包括固定安装在外延炉一侧内壁上的安装板，安装板的底部转动安装有对称设置的两个安装轴，安装板的底部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上传动连接有横轴，所述横轴的两端均固定套设有第一伞齿轮，两个安装轴的外侧均固定套设有第二伞齿轮，两个第一伞齿轮分别和两个第二伞齿轮相啮合，两个安装轴的外侧均固定安装有压辊，两个压辊的底部分别和两个碳化硅板的顶部紧密贴合，对外延层膜记性辊压，使外延层膜更加均匀。
优选的，所述驱动电机输出轴的外侧固定套设有第一齿轮，横轴的外侧固定套设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合，使传动更加稳定。
优选的，所述外延炉的底部内壁上固定安装有工形支柱，所述工形支柱的顶部和电动推杆的底部固定连接，提高电动推杆安装的稳定性。
优选的，所述外延炉的两侧内壁上均开设有拿出孔，两个拿出孔上均密封螺纹连接有堵塞，两个堵塞相互远离的一侧分别延伸至外延炉的两侧，方便取拿料件。
优选的，所述外延炉的一侧内壁上固定安装有温度传感器和湿度传感器，所述外延炉的一侧固定安装有控制器，所述控制器与湿度传感器、温度传感器、电动推杆和驱动电机均电性连接，提高对湿度和温度的监控力度。
优选的，两个安装轴的顶部均转动安装有安装杆，两个安装杆的顶部均和安装板的底部固定连接，提高安装轴转动的稳定性。
本发明还提出了一种电子碳化硅芯片的生产方法，包括以下步骤：
S1：将两个堵塞移动至拿出孔的一侧；
S2：将碳化硅板经由拿出孔放置在放置台上；
S3：按下两个抽气泵的开关，分别将丙烷和硅烷抽入至外延炉内；
S4：通过控制器启动湿度传感器和温度传感器，在碳化硅板的外表面形成外延层膜；
S5：通过控制器启动电动推杆和驱动电机，当电动推杆启动时，齿条会进行横向移动，通过设置的齿条和齿轮的啮合关系，实现竖轴和转盘进行转动的目的，当转盘进行转动时，通过设置的两个连杆为两个放置台提供横向的作用力，两个放置台会向相互远离的一侧进行横向移动，与此同时，当驱动电机进行转动时，通过设置的第一齿轮和第二齿轮的啮合关系，实现横轴转动的目的，当横轴转动时，通过设置的第一伞齿轮和第二伞齿轮的啮合关系，实现两个安装轴转动的目的，利用两个安装轴上压辊对碳化硅板上的外延层膜进行辊压；
S6：移动两个堵塞远离两个拿出孔，将碳化硅板取出；
S7：将电子碳化硅元件安装在碳化硅板的外延层膜上。
本发明的有益效果是：
1、控制器设置在外延炉的外侧，通过设置的湿度传感器和温度传感器可以实时监控外延炉内的温度和湿度，提高碳化硅板形成外延层膜的质量，湿度传感器和温度传感器可以根据实际需求进行型号的选择，通过两个抽气泵向外延炉内抽入丙烷和硅烷，在碳化硅板的表面发生反应生产外延层膜，通过在两个进气管上设置的电磁阀，可以精确的控制硅烷和丙烷的充入量，提高外延层膜的质量，碳化硅板的外延层膜生成后，控制器可以操作两个放置台和碳化硅板向相互远离的一侧进行横向移动，再通过控制器控制驱动电机进行转动，利用两个转动的压辊对外延层膜进行辊压，外延层膜刚生成阶段，温度还未冷却，可塑性高，使碳化硅板外表面的外延层膜的均匀性更佳，厚度满足生产需求，提高碳化硅芯片的安装工作，值得广泛推广使用。
2、本发明结构紧凑，可操作性高，碳化硅板上的外延层膜更佳均匀，厚度可以满足安装需求，提供了碳化硅芯片的安装效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种电子碳化硅芯片的生产设备的部分结构三维图；
图2为本发明提出的一种电子碳化硅芯片的生产设备的结构示意图；
图3为本发明提出的一种电子碳化硅芯片的生产设备的转盘结构三维图；
图4为本发明提出的一种电子碳化硅芯片的生产设备的图2中A部分结构放大示意图；
图5为本发明提出的一种电子碳化硅芯片的生产设备的图2中B部分结构放大示意图。
图中：1底板、2外延炉、3竖板、4横板、5丙烷罐、6抽气泵、7硅烷罐、8进气管、9电磁阀、10控制器、11湿度传感器、12温度传感器、13工形支柱、14电动推杆、15齿条、16竖轴、17齿轮、18转盘、19连杆、20放置台、21碳化硅板、22驱动电机、23第一齿轮、24安装杆、25横轴、26第二齿轮、27第一伞齿轮、28安装轴、29第二伞齿轮、30压辊、31堵塞。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
参考图1-5，本发明中提出了一种电子碳化硅芯片的生产设备，包括底板1，底板1的顶部固定安装有外延炉2，外延炉的两侧均连通有进气装置，外延炉2的底部内壁上滑动安装有对称设置的两个放置台20，两个放置台20的顶部均放置有碳化硅板21，两个放置台20的底部设置有同一个驱动机构，外延炉2的一侧内壁上设置有辊压机构，且辊压机构和两个碳化硅板21的顶部紧密贴合。
本发明中，进气装置包括固定安装在底板1顶部的两个竖板3，两个竖板3相互靠近的一侧均固定安装有横板4，两个横板4的底部均固定安装有抽气泵6，底板1的顶部固定安装有丙烷罐5和硅烷罐7，两个抽气泵6的进气口处均密封炉温螺纹连接有进气管道，两个进气管道的底部分别和丙烷罐5和硅烷罐7密封螺纹连接，两个抽气泵6的出气口处均密封螺纹连接有进气管8，两个进气管8上均设置有电磁阀9，两个进气管8相互靠近的一端分别贯穿外延炉2的两侧并均延伸至外延炉2的内部，且两个进气管8分别和外延炉2的两侧密封螺纹连接，可以向外延炉2内充入丙烷和硅烷，丙烷和硅烷可以和碳化硅板21进行反应生成外延层膜。
本发明中，驱动机构包括固定安装在外延炉2底部内壁上的电动推杆14，电动推杆14输出轴的一端固定安装有齿条15，外延炉2的底部内壁上转动安装有竖轴16，且竖轴16的外侧固定套设有齿轮17，齿轮17和齿条15相啮合，竖轴16的顶部固定安装有转盘18，转盘18的顶部转动安装有呈中心点对称设置的两个连杆19，两个连杆19相互远离的一侧分别和两个放置台20转动连接，实现两个碳化硅板21的移动。
本发明中，辊压装置包括固定安装在外延炉2一侧内壁上的安装板，安装板的底部转动安装有对称设置的两个安装轴28，安装板的底部固定安装有驱动电机22，驱动电机22的输出轴上传动连接有横轴25，横轴25的两端均固定套设有第一伞齿轮23，两个安装轴28的外侧均固定套设有第二伞齿轮29，两个第一伞齿轮23分别和两个第二伞齿轮29相啮合，两个安装轴28的外侧均固定安装有压辊30，两个压辊30的底部分别和两个碳化硅板21的顶部紧密贴合，对外延层膜记性辊压，使外延层膜更加均匀。
本发明中，驱动电机22输出轴的外侧固定套设有第一齿轮23，横轴25的外侧固定套设有第二齿轮26，第一齿轮23和第二齿轮26相啮合，使传动更加稳定。
本发明中，外延炉2的底部内壁上固定安装有工形支柱13，工形支柱13的顶部和电动推杆14的底部固定连接，提高电动推杆14安装的稳定性。
本发明中，外延炉2的两侧内壁上均开设有拿出孔，两个拿出孔上均密封螺纹连接有堵塞31，两个堵塞31相互远离的一侧分别延伸至外延炉2的两侧，方便取拿料件。
本发明中，外延炉2的一侧内壁上固定安装有温度传感器12和湿度传感器11，外延炉2的一侧固定安装有控制器10，控制器10与湿度传感器11、温度传感器12、电动推杆14和驱动电机22均电性连接，提高对湿度和温度的监控力度。
本发明中，两个安装轴28的顶部均转动安装有安装杆24，两个安装杆24的顶部均和安装板的底部固定连接，提高安装轴28转动的稳定性。
本发明还提出了一种电子碳化硅芯片的生产方法，包括以下步骤：
S1：将两个堵塞31移动至拿出孔的一侧；
S2：将碳化硅板21经由拿出孔放置在放置台20上；
S3：按下两个抽气泵6的开关，分别将丙烷和硅烷抽入至外延炉2内；
S4：通过控制器10启动湿度传感器11和温度传感器12，在碳化硅板12的外表面形成外延层膜；
S5：通过控制器10启动电动推杆14和驱动电机22，当电动推杆14启动时，齿条15会进行横向移动，通过设置的齿条15和齿轮17的啮合关系，实现竖轴16和转盘18进行转动的目的，当转盘18进行转动时，通过设置的两个连杆19为两个放置台20提供横向的作用力，两个放置台20会向相互远离的一侧进行横向移动，与此同时，当驱动电机22进行转动时，通过设置的第一齿轮23和第二齿轮25的啮合关系，实现横轴25转动的目的，当横轴25转动时，通过设置的第一伞齿轮27和第二伞齿轮29的啮合关系，实现两个安装轴28转动的目的，利用两个安装轴28上压辊30对碳化硅板21上的外延层膜进行辊压；
S6：移动两个堵塞31远离两个拿出孔，将碳化硅板21取出；
S7：将电子碳化硅元件安装在碳化硅板21的外延层膜上。
以上所述，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。
