一种压力可控的外延顶笔装置制造方法及图纸

技术编号:3231210 阅读:170 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开的压力可控的外延顶笔装置,包括顶笔头,笔身,滑杆,弹簧,筒状笔杆和预紧螺丝,顶笔头紧固在笔身的一端,笔身的另一端设有中心螺纹孔和导向槽,滑杆置于筒状笔杆中,滑杆的一端与笔身的中心螺纹孔螺纹连接,滑杆的另一端具有与笔杆中的环形面配合的凸台,预紧螺丝拧接在筒状笔杆末端的螺纹孔中,弹簧置于笔杆的螺纹孔中,其一端抵住预紧螺丝,另一端抵住滑杆凸台的端面,笔杆的顶端设有与导向槽匹配的突出部分。该装置能够将顶笔作用于衬底片上的压力控制在一定的范围内,消除由于人为因素造成的顶片效果差别,提高外延片的电阻率一致性和厚度均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可以对所施加压力进行控制的外延顶笔装置。
技术介绍
外延顶笔通常用于外延片生长前、后的装、取片过程中。在外延生长之前, 需要借助外延顶笔的辅助将外延衬底片放置于石墨基座上,对于立式外延炉而 言,操作者需要借助顶笔的支撑将硅衬底片置于石墨基座的安置凹槽内。外延 生长完毕后,操作者通过类似的反向操作借助于顶笔将外延片取下。石墨基座 在外延生长过程中为衬底片提供加热功能。然而,对于立式外延炉而言,由于石墨基座的安置凹槽与水平面的夹角接近90度,硅衬底片在自身重力的作用 下,其上部和下部与基座接触的紧密程度不同,这通常会在外延生长过程中引 起外延衬底片上下区域表面温度的差别,从而导致外延片的厚度均匀性和电阻 率均匀性变差。值得指出的是,外延顶笔的另外一个重要作用,即通过对放入 石墨基座安置凹槽内的衬底片表面特定位置施加顶压,达到衬底片和基座的紧 密结合,保证在高温外延生长过程中衬底片表面具有均一的温度,从而得到具 有良好厚度均匀性和电阻率均匀性的外延片。现有的外延顶笔不具有压力控制的装置,操作者在使用外延顶笔对衬底片 进行顶压时所施加的压力值难免会因人而异,从而得到的顶压效果差异很大, 表现为生长出的同规格外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性差别很大。此外, 过大的顶片压力会引起衬底片内部的应力集中,在外延生长后很容易发生碎片 现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以对所施加压力进行控制的外延顶笔装置,特 别是能够实现对顶笔设置不同的预紧压力值,并在当所施加的压力值超出预紧 压力值的情况下实现对压力值超出范围的有效控制。本专利技术的压力可控的外延顶笔装置,包括顶笔头,笔身,滑杆,弹簧,筒 状笔杆和预紧螺丝,顶笔头紧固在笔身的一端,笔身的另一端设有中心螺纹孔 和导向槽,滑杆置于筒状笔杆中,滑杆的一端与笔身的中心螺纹孔螺纹连接, 滑杆的另一端具有与筒状笔杆中的环形面配合的凸台,预紧螺丝拧接在筒状笔 杆末端的螺纹孔中,弹簧置于笔杆末端的的螺纹孔中,其一端抵住预紧螺丝, 另一端抵住滑杆凸台的端面,笔杆的顶端设有与导向槽匹配的突出部分。顶笔头可为聚酰亚氨(PI)材料,这种材料耐高温、耐腐蚀、自润滑、耐 磨损、高强度、和高温硅片接触不会造成融化和变形。笔身和笔杆材料可为聚四氟乙烯(PTFE),这种材料具有极低的摩擦系数、良好的耐磨性以及极好的 化学稳定性。滑杆材料可为不锈钢或聚四氟乙烯(PTFE)。本专利技术的压力可控的外延顶笔装置,在弹簧的弹性范围内,根据公式 F,=FHw^Ax,其中A为弹簧的弹性系数,将实际使用所需的最小压力值/;, 设置为弹簧的预紧力F^力。使用时,当顶笔头顶压外延片的实际压力大于,自力 时,笔身和笔杆之间就会发生相对滑动。设顶笔头相对于笔杆的滑动距离为Ax, 那么由滑动距离Ax所引起的顶笔头顶压外延片时的压力变化量即为AF-ytAx, 只要操作者将顶笔推动后(也就是使Ax〉0),能够维持笔身相对于笔杆的滑动 距离Ax在一个适当的允许范围内,那么顶笔所施加在受力物体上的实际压力 i^,就能够被控制在F,力< F, < F^力+ ZbAx的范围内。本专利技术的压力可控的外延顶笔装置,可以通过调节预紧螺丝在笔杆中的相 对位置,对弹簧设置不同的初始压縮量,从而获得不同的预紧力F皿力,满足实 际使用中对顶笔压力值的不同需要;笔身相对于笔杆可滑动的最大距离Ax^可 以通过滑杆的长度和滑杆旋入笔身中的深度进行调节,结合不同弹性系数M直 的弹簧的选用,可以满足对实际压力值变化范围大小的调节。与现有的外延顶笔相比,本专利技术的优点在于,能够将顶笔作用于受力物体 上的压力控制在一定的范围内,消除由于人为因素造成的顶片效果差别,提高 外延片的电阻率一致性和厚度均匀性。 附图说明图l为本专利技术的结构示意图。 具体实施例方式以下结合附图进一步说明本专利技术。参照图l,本专利技术的压力可控的外延顶笔装置,包括顶笔头l,笔身2,滑 杆3,弹簧4,筒状笔杆5和预紧螺丝6,顶笔头1紧固在笔身2的一端,笔身 2的另一端设有中心螺纹孔9和导向槽7,滑杆3置于筒状笔杆5中,滑杆3 的一端与笔身2的中心螺纹孔9螺纹连接,滑杆3的另一端具有与筒状笔杆5 中的环形面8配合的凸台10,预紧螺丝6拧接在筒状笔杆5末端的螺纹孔11 中,弹簧4置于笔杆5末端的的螺纹孔11中,其一端抵住预紧螺丝6,另一端 抵住滑杆3凸台10的端面,笔杆5的顶端设有与导向槽7匹配的突出部分。为了便于加工,笔身2上的导向槽7可为环形槽,笔杆5顶端的突出部分 可为环形凸圈。为防止笔身与笔杆相对旋转,可采取使环形导向槽沿圆周方向 在轴向的深度不一致。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力可控的外延顶笔装置,其特征在于包括顶笔头(1),笔身(2),滑杆(3),弹簧(4),筒状笔杆(5)和预紧螺丝(6),顶笔头(1)紧固在笔身(2)的一端,笔身(2)的另一端设有中心螺纹孔(9)和导向槽(7),滑杆(3)置于筒状笔杆(5)中,滑杆(3)的一端与笔身(2)的中心螺纹孔(9)螺纹连接,滑杆(3)的另一端具有与筒状笔杆(5)中的环形面(8)配合的凸台(10),预紧螺丝(6)拧接在筒状笔杆(5)末端的螺纹孔(11)中,弹簧(4)置于笔杆(5)末端的的螺纹孔(11)中,其一端抵住预紧螺丝(6),另一端抵住滑杆(3)凸台(10)的端面,笔杆(5)的顶端设有与导向槽(7)匹配的突出部分。

【技术特征摘要】
1. 一种压力可控的外延顶笔装置,其特征在于包括顶笔头(1),笔身(2),滑杆(3),弹簧(4),筒状笔杆(5)和预紧螺丝(6),顶笔头(1)紧固在笔身(2)的一端,笔身(2)的另一端设有中心螺纹孔(9)和导向槽(7),滑杆(3)置于筒状笔杆(5)中,滑杆(3)的一端与笔身(2)的中心螺纹孔(9)螺纹连接,滑杆(3)的另一端具有与筒状笔杆(5)中的环形面(8)配合的凸台(10),预紧螺丝(6)拧接在筒状笔杆(5)末端的...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈华丁海东梁兴勃彭世煜王震徐林海张向成
申请(专利权)人:宁波立立电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:97[中国|宁波]

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