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第三代半导体SiC外延生长前清洗超纯水及Hot UPW系统EPC-1

第三代半导体SiC外延生长前清洗超纯水及Hot UPW系统EPC

碳化硅(SiC)外延片在生长前,衬底表面的清洗质量直接决定了外延层的缺陷密度(如基平面位错BPD、微管)。SiC对重金属离子(如Fe, Cu, Ni)极度敏感,要求控制在0.5ppt以下;微量的金属污

  • 配套产品:150t/h 电子级超纯水及 60t/h
  • 项目地址:江苏无锡
  • 所属行业:半导体行业

项目概况

  碳化硅(SiC)外延片在生长前,衬底表面的清洗质量直接决定了外延层的缺陷密度(如基平面位错BPD、微管)。SiC对重金属离子(如Fe, Cu, Ni)极度敏感,要求控制在0.5ppt以下;微量的金属污染会导致外延层产生堆垛层错,严重影响功率器件的击穿电压。此外,RCA清洗需配合80℃热超纯水,常规加热方式极易产生微气泡附着在SiC表面,且高温会加速管道金属析出。

定制解决方案

1,特种重金属抛光与脱气:在主系统后端增设特种重金属螯合树脂抛光模块,结合超低析出的PFA管道系统,将Fe、Cu、Ni极限脱除。终端配置高效真空脱气膜,将水中溶解氧和氮气降至<0.1ppm,彻底消除微气泡。

2,Hot UPW专属防析出设计:加热模块采用316L EP(电解抛光)双管板换热器,管程走超纯水,壳程走高纯蒸汽,双管板设计彻底杜绝了蒸汽冷凝水泄漏污染超纯水的风险。加热后的Hot UPW进入高纯氮气脱气保鲜塔,在80℃高温下利用高纯氮气吹扫剥离微量气体。

3,POU微环境控制:在清洗机台的POU供水点前,增设0.02μm POU级终端过滤器(PFA材质)。POU管道采用全氟醚橡胶(FFKM)密封件,防止高温下普通橡胶溶胀析出有机物。

项目运行成效和优势

1,极限金属控制与缺陷降低:产水中Fe、Cu、Ni等关键金属离子稳定在<0.2ppt。Hot UPW在80℃工况下微气泡近乎为零。外延片表面金属残留降至最低,外延层缺陷密度降低35%,器件一致性大幅提升。

2,清洗效率与良率提升:80℃热超纯水配合兆声波清洗,使SiC衬底表面微粒去除率提升至99.99%,单片清洗时间缩短20%,提高了产线产能。

3,长期水质稳定性:双管板换热器和无死角管道设计,彻底杜绝了高温工况下的金属析出和死水区细菌滋生。系统连续运行12个月,POU端水质未出现任何衰减。

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