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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。

由于碳化硅具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、低热膨胀系数以及高温稳定性,使其在大功率和高温电子器件的应用中具有很重要的作用。因为高等级的商业化器件,需要碳化硅衬底具有无缺陷的表面及超洁净的表面。CMP化学机械抛光后的晶圆清洗被认为是衬底片制备过程中,最重要的一步。许多化学机械抛光后的碳化硅晶片表面残留硅胶体、化学物质以及研磨剂。碳化硅制备面临许多挑战主要是高硬度和强化学惰性。洁净、光滑、无缺陷的抛光片对于后续获得高质量的外延层是很重要的。抛光片最终清洗主要是清除抛光片表面所有的污染物,如微粒、有机物、无机物、金属离子等杂质。


碳化硅化学机械抛光结束后,抛光片表面的断裂键力场很强,极易吸附抛光环境中的各种污染物,SIC抛光片表面主要沉积污染物一般有颗粒、金属、有机物、湿气分子和氧化膜。因为SIC抛光片的表面SI面会被有机物遮盖,使氧化膜和相关的沾污难以被去除。


因此,超纯水清洗是抛光片制造过程中不可缺少的环节。


半导体抛光片外延片超纯水可选工艺流程:


工艺流程1:MMF+ACF+2B3T+RO+MB+2SMB


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

    其特点为初次投资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,半导体行业对溶解氧、固体颗粒、二氧化硅、TOC的要求较高,达到PPB或者PPT级。

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GB/T11446.1-1997

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