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电子半导体

电子半导体生产用超纯水对TOC、DO、SIO2、Particulate的控制极其严格,达到PPb级,产水水质要求在18.2MΩ*cm(25℃)以上。

LED芯片制作流程一般分为两大部分:


首先在衬低上制作氮化鎵(GaN)基的外延片,这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉(MOCVD)中完成的。准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后,按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底,还有GaAs、AlN、ZnO等材料。


MOCVD是利用气相反应物(前驱物)及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应,将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例,从而控制镀膜成分、晶相等品质。MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。


然后是对LED PN结的两个电极进行加工,电极加工也是制作LED芯片的关键工序,包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨;然后对LED毛片进行划片、测试和分选,就可以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不够干净,蒸镀系统不正常,会导致蒸镀出来的金属层(指蚀刻后的电极)会有脱落,金属层外观变色,金泡等异常。


半导体LED芯片超纯水工艺流程


工艺流程1:MMF+ACF+2B3T+RO+MB+SMB


工艺流程2:ROC+TGM+2SMB+UF


工艺流程3:HEX+MDG+UV+MF+2EDI+MB+HEX+MDG+TOC+2SMBB+2UF



  • 脱气膜设备
设备优点

目前制备电子工业用超纯水的工艺基本上是以上三种,其余的工艺流程大都是在以上三种基本工艺流程的基础上进行不同组合搭配衍生而来。现将他们的优缺点分别列于右边:

设备优点
  • 第一种 采用离子交换树脂

    其优点在于初投资少,占用的地方少,但缺点就是需要经常进行离子再生,耗费大量酸碱,而且对环境有一定的破坏。

  • 第二种 采用反渗透作为预处理再配上离子交换

    其特点为初投次比采用离子交换树脂方式要高,但离子再生周期相对要长,耗费的酸碱比单纯采用离子树脂的方式要少很多。但对环境还有一定破坏性。

  • 第三种 采用反渗透作预处理
    再配上电去离子(EDI)装置

    这是目前制取超纯水最经济,最环保用来制取超纯水的工艺,不需要用酸碱进行再生便可连续制取超纯水,对环境没什么破坏性。

技术要求

半导体芯片用水主要在于前端晶棒硅切片冷却用水,基板晶圆片检测清洗用水,中段晶圆片溅镀、曝光、电镀、光刻、腐蚀等工艺清洗,后段检测封装清洗。LED芯片主要是前段在MOCVD外延片生长用水,中段主要在曝光、显影、去光阻清洗用水,后段检测封装用水。同时,半导体行业对TOC的要求较高。

水质标准

1、ASTM-D5127-2007《美国电子学和半导体工业用超纯水标准》

2、欧盟电子级超纯水标准

3、中国电子工业国家标准

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