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碳化硅(SiC)外延片厂超纯水及闭式冷却系统-1

碳化硅(SiC)外延片厂超纯水及闭式冷却系统

该碳化硅(SiC)外延片制造项目,其外延生长需要在1600℃以上的高温CVD反应腔内进行,腔体冷却和特气(如硅烷、丙烷)冷却对水质的要求近乎“洁癖”。微量的铜、铁等重金属离子一旦混入,会导致SiC晶格

  • 配套产品:抛光混床、TOC脱除装置、无铜闭式冷却塔
  • 项目地址:广东广州某半导体新材料产业园
  • 所属行业:半导体行业(碳化硅/第三代半导体)

项目概况

 该碳化硅(SiC)外延片制造项目,其外延生长需要在1600℃以上的高温CVD反应腔内进行,腔体冷却和特气(如硅烷、丙烷)冷却对水质的要求近乎“洁癖”。微量的铜、铁等重金属离子一旦混入,会导致SiC晶格产生致命缺陷,直接导致器件击穿漏电。此外,项目地处南方,传统开式冷却塔易滋生军团菌且飘水可能污染洁净室新风。项目需建设一套绝对无铜、超低TOC、且与外界环境完全隔离的超纯水及闭式冷却系统

定制解决方案

1,无铜化系统设计:全系统严禁使用铜及铜合金材质,全部采用316L EP(电解抛光)不锈钢和高纯PFA材质。

2,超纯水深度提纯:在常规RO+EDI后,增加紫外线TOC脱除器和核子级抛光混床,确保产水TOC<1ppb。

3,密闭干式冷却:室外采用闭式干式冷却塔(Dry Cooler),冷却介质为乙二醇水溶液,通过板式换热器与室内超纯水进行间接换热。。

项目运行成效和优势

运行成效:超纯水水质全面达到SEMI F63最高标准(金属离子<0.1ppt,TOC<1ppb),闭式冷却水温控精度±0.2℃。系统运行一年内,SiC外延片的缺陷密度(Defect Density)降低了30%,良率从初期的75%提升至90%以上。闭式干冷系统实现了冷却水100%零消耗。

核心优势:

绝对无铜设计的源头控制:铜离子是导致半导体器件漏电和击穿的“致命杀手”。本项目在设计、采购、施工全环节严格执行“无铜化”标准,甚至连阀门阀芯和仪表接头都进行了严格排查,从物理源头上彻底切断了重金属污染的途径,为第三代半导体的高良率奠定了基础。

闭式干冷杜绝二次污染:传统开式冷却塔容易滋生军团菌、藻类,且空气中的粉尘和酸性气体易溶入水中导致水质恶化。本项目采用闭式干式冷却塔,冷却水在密闭管道内循环,与外界环境完全隔离,确保了冷却水质的长期纯净,同时避免了飘水对洁净室新风系统的潜在污染。

深度提纯保障晶格质量:SiC外延对水中的TOC(总有机碳)极其敏感,有机物在高温下分解会掺入晶格形成缺陷。紫外线TOC脱除器结合核子级抛光混床,将TOC降至1ppb以下的极限水平,确保了特气和反应腔体冷却的绝对洁净,直接提升了外延片的电学性能

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