本实用新型涉及一种用于氮化铝晶体的湿法腐蚀装置。
背景技术：
半导体材料氮化铝晶体的表征分析，涉及到对氮化铝晶体质量的评测，晶体质量的好坏是优化长晶工艺的重要参考因素。透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）观察材料组织结构可以分析材料的质量，但使用透射电子显微镜观察需要非常复杂的样品制备过程，使用原子力显微镜观察需要样品表面大而光滑，不适于氮化铝晶体的分析。所以，氮化铝晶体材料通常采用湿法腐蚀工艺腐蚀样品表面，然后用光学显微镜或扫描电子显微镜（SEM）观察氮化铝晶体表面形貌，以分析晶体的质量。
氮化铝晶体湿法腐蚀的原理是晶界、位错等缺陷与氮化铝晶体表面交界处存在应力场，其化学稳定性低于晶体表面的其他部分。因此，晶体表面与腐蚀液反应后会产生腐蚀坑，通过对腐蚀坑的观察可以分析材料的表面形貌情况。氮化铝晶体具有化学稳定性高、耐化学腐蚀的优点，给氮化铝晶体腐蚀带来困难，所以必须提高腐蚀条件以达到腐蚀要求。通常采取熔融NaOH-KOH低共融混合物对氮化铝晶体表面进行腐蚀，苛刻的腐蚀条件和稳定的腐蚀环境给腐蚀装置带来更高的要求。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种用于氮化铝晶体的湿法腐蚀装置，操作简单，耐腐蚀性高，安全性高，对腐蚀的温度参数控制准确。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于氮化铝晶体的湿法腐蚀装置，通过熔融NaOH-KOH低共融混合物对氮化铝晶体进行湿法腐蚀，所述装置包括：
用于盛放熔融NaOH-KOH低共融混合物的坩埚；
设于所述坩埚中的用于放置所述氮化铝晶体的隔网；
包覆在所述坩埚侧向周部的隔热套；
设于所述坩埚底部的加热机构；
用于实时测量所述坩埚中熔融NaOH-KOH低共融混合物温度的测温机构。
优选地，所述测温机构包括用于伸入熔融NaOH-KOH低共融混合物中的热电偶、与所述热电偶连接的设于所述坩埚外部的温度显示仪。
更优选地，所述热电偶为NiCr-NiSi热电偶。
更优选地，所述测温机构还包括套设于所述热电偶外侧周部的耐碱保护套。
更进一步优选地，所述耐碱保护套由Ni-Cr合金材料制成。
优选地，所述坩埚为开口向上的开口坩埚，所述开口坩埚由金属镍材料制成。
优选地，所述隔网的网格尺寸在4.5mm*4.5mm至5.5mm*5.5mm之间，所述隔网的网丝直径在0.14mm至0.18mm之间。
优选地，所述隔网由金属镍材料制成。
优选地，所述隔热套由陶瓷材料制成。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型一种用于氮化铝晶体的湿法腐蚀装置，通过使用金属镍材料制成的坩埚和隔网，耐腐蚀性高，基本杜绝腐蚀反应以外的其他化学反应，保证了腐蚀的质量，安全性高；通过设置测温机构，热电偶浸入熔融NaOH-KOH低共融混合物内部，所测温度为实时温度，对腐蚀的温度参数控制准确。
附图说明
附图1为本实用新型装置的结构示意图。
其中：1、坩埚；2、隔热套；3、氮化铝晶体；4、熔融NaOH-KOH低共融混合物；5、温度显示仪；6、热电偶；7、隔网；8、加热机构。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
参见图1所示，上述一种用于氮化铝晶体3的湿法腐蚀装置，通过熔融NaOH-KOH低共融混合物4对氮化铝晶体3进行湿法腐蚀。
该装置包括用于盛放熔融NaOH-KOH低共融混合物4的坩埚1、设于该坩埚1中的用于放置氮化铝晶体3的隔网7、包覆在该坩埚1侧向周部的隔热套2、设于该坩埚1底部的加热机构8、用于实时测量坩埚1中熔融NaOH-KOH低共融混合物4温度的测温机构。
该坩埚1为开口向上的开口坩埚。在本实施例中，该开口坩埚沿竖直向上的方向向外锥形扩展。坩埚1侧壁及底部厚度均为2mm，可有效提高加热效率；坩埚1底部下表面经过研磨抛光处理，保证坩埚1底部与加热机构8接触良好，提高加热均匀性。
该隔网7位于距坩埚1底部1/3高度处，以保证氮化铝晶体3放置在隔网7上时位于熔融NaOH-KOH低共融混合物4的中心处。该隔网7的网格尺寸为5mm*5mm，该隔网7的网丝直径为0.16mm。较细的网丝和较大的网格尺寸可以减小氮化铝晶体3与隔网7之间的接触面积，保证氮化铝晶体3与熔融NaOH-KOH低共融混合物4充分、均匀地反应。
坩埚1和隔网7以高纯镍为主要材料，纯度高达99.95％，将新加工的坩埚1和隔网7先在马弗炉中灼烧成蓝紫色，然后用5wt％HCl溶液煮沸片刻，最后用水冲洗干净，以除去表面污渍和氧化层。使用处理过的坩埚1和隔网7进行湿法腐蚀，基本杜绝腐蚀反应以外的其他化学反应，保证了腐蚀的质量。
该测温机构包括用于伸入熔融NaOH-KOH低共融混合物4中的热电偶6、与该热电偶6连接的设于坩埚1外部的温度显示仪5，该温度显示仪5用于实时显示熔融NaOH-KOH低共融混合物4的温度。在本实施例中，该热电偶6为K型NiCr-NiSi热电偶6。通过将热电偶6浸入熔融NaOH-KOH低共融混合物4内部，所测温度为氮化铝晶体3周围实时温度，温度测量精确、可靠。
该测温机构还包括套设于热电偶6外侧周部的耐碱保护套。在本实施例中，该耐碱保护套由Ni-Cr合金材料制成，可耐熔融NaOH-KOH低共融混合物4的侵蚀。
该隔热套2由陶瓷材料制成，该加热机构8为恒温加热平台。通过恒温加热平台对坩埚1进行加热，加热温度控制可精确到0.1℃；通过在坩埚1侧向周部包裹陶瓷隔热套2，可有效防止坩埚1内温度的散失，保证腐蚀反应温度控制平稳。
本实用新型装置装置，满足了氮化铝晶体3苛刻的腐蚀条件的要求，同时具备操作方便、耐碱、腐蚀参数控制准确、可靠性和安全性高等优点，完全可以满足氮化铝晶体3湿法腐蚀工艺的需要。氮化铝晶体3表面与腐蚀液反应，展现出清晰的腐蚀坑，通过光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）对腐蚀后的表面形貌进行观察并分析，结果准确、可靠。本实用新型解决了传统氮化铝晶体3组织分析方法对氮化铝晶体3样品要求过高和其他腐蚀设备参数控制不准确的问题。
以下具体阐述下本实施例的工作过程：
清洗：腐蚀前，将氮化铝晶体3浸没在丙酮溶液中清洗1min，然后用蒸馏水冲洗并干燥；该步骤用于去除氮化铝晶体3表面因前序工艺残留的污染物，防止其他因素干扰腐蚀反应；
腐蚀：将氮化铝晶体3放置在隔网7上，通过坩埚1中的熔融NaOH-KOH低共融混合物4对氮化铝晶体3进行湿法腐蚀，腐蚀温度为240℃，腐蚀时间1min；每个腐蚀周期为30s，腐蚀2个周期，分段进行腐蚀便于随时观察腐蚀进度，以调整腐蚀工艺；熔融NaOH-KOH低共融混合物4的液位约为坩埚1高度的2/3，而隔网7位于坩埚1高度的1/3处，使氮化铝晶体3位于熔融NaOH-KOH低共融混合物4的中心处；通过测温机构监测氮化铝晶体3周围实时温度，再通过加热机构8实时调节温度；
清洗：将腐蚀后的氮化铝晶体3放入38wt％HCl溶液中，持续5min，然后用蒸馏水冲洗并干燥；该步骤用于中和氮化铝晶体3表面的熔融NaOH-KOH低共融混合物4，防止其残留；
观察及分析：通过光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）对腐蚀后的氮化铝晶体3表面形貌进行观察并分析。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。