【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 使各處沉積 —— 生長(zhǎng)過(guò)程趨于一致、同時(shí)處理過(guò)程改變了基底極性特性和對(duì)氣相產(chǎn)物的吸附 特性，使涂層趨向于以層狀方式生長(zhǎng)。 利用 CH3SiCl3+H2 體系在加熱基底上形成 SiC 涂層的過(guò)程，是基底表面附近經(jīng)稀釋的氣態(tài) CH3SiCl3與過(guò)量 H2 之間的一系列復(fù)雜鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及形成氣相粒于在基底表面逐步凝聚生長(zhǎng)的過(guò)程。其中主要包括基于多元多相自由基的中間相反應(yīng)、分解、表面吸附和催化等作用。 在沉積過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，沉積溫度和各氣相反應(yīng)物的分壓等工藝參數(shù)值的過(guò)高與過(guò)低，都會(huì)使各中間反應(yīng)的反應(yīng)速率產(chǎn)生不同的變化，從而改變了反應(yīng)進(jìn)程的最慢步驟，導(dǎo)致了反應(yīng)產(chǎn)物的變化和沉積結(jié)構(gòu)的不同，從而使 15 氣相沉積結(jié)果 “ 強(qiáng)烈 ” 依賴于實(shí)際 過(guò)程中具體的工藝條件。 在多數(shù)情況下，沉積過(guò)程中的反應(yīng)形式為多相反應(yīng)，但在某些條件下，基底表面空間內(nèi)也會(huì)發(fā)生單相氣相形核過(guò)程，產(chǎn)生膠狀粒子煙霧。當(dāng)反應(yīng)溫度超過(guò)某一范圍 (如 1450℃ 時(shí) )，過(guò)量的氫氣還會(huì)與反應(yīng)室壁材料中的 [O]元素發(fā)生反應(yīng)，使氣流下游處的管壁上形成白色粉末狀涂層。吸附在基底表面的粉末作為一種污染源，會(huì)降低涂層的質(zhì)量和表面完整性。因此為了抑制單一氣相成核，在實(shí)驗(yàn)中盡量采用較高的載氣速率和減低沉積溫度。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，在低于一定溫度條件下 (如 900℃ )，基底表面出現(xiàn)了棕黃色顆粒狀 SiC 分布沉積。并且涂層的最大厚度隨著溫度的降低而有所減少。 沉積產(chǎn)物在基底上的分布情況，直接關(guān)系到生成涂層的均勻度。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著工藝條件及試樣位置的不同和表面微量元素的調(diào)整，所得到的涂層顏色呈現(xiàn)出棕青、棕黃、灰黑、黑色等多種變化，涂層表面形貌也可能出現(xiàn)顆粒狀、菜花團(tuán)狀、疏松粉狀和晶須等多種結(jié)構(gòu)。沉積粒子在基底表面的積聚生長(zhǎng)情況取決于原料入／出口處的幾何形狀、能量區(qū)的分布、氣體的比例、原料在實(shí)驗(yàn)條件下的反應(yīng)活度等一系列因素。 用 Ar 氣作為稀釋劑或載氣的目的在于降低反應(yīng)氣體的濃度，使氣體能夠安全地充分混合，以減 少氣相反應(yīng)物在局部流向上的富集和避免單一氣相形核的產(chǎn)生。過(guò)高的流速還會(huì)降低基體表面的氣體溫度，造成沉積曲線的漂移。一般應(yīng)盡可能采用所允許的最高氣流速度，以抑制氣相形核。在富 H 的反應(yīng)環(huán)境中， Ar 氣在很大程度上抑制了游離 [Si]的生成，因此通過(guò)調(diào)整 H： Ar 能較好地控制涂層結(jié)構(gòu)中游離 Si 的產(chǎn)生。 16 生產(chǎn)工藝創(chuàng)新點(diǎn) 本公司擁有 SiC 涂層基座專用生產(chǎn)設(shè)備的專利 —— “偏心進(jìn)氣化學(xué)氣相沉積爐”，該爐突破了中心進(jìn)氣的傳統(tǒng)模式（如圖 1），一爐只能做一只小件。而用偏心進(jìn)氣化學(xué)氣相沉積爐可以生產(chǎn)多只小件（如圖 2），這樣就 成倍的降低了成本。另外可以制作大件，如大的圓片和大型坩堝等。 在一爐多只的同時(shí)，本公司又實(shí)現(xiàn)了多種產(chǎn)品在爐內(nèi)公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行（如圖 2），使涂層表面更加均勻，元素的分布更加理想。這項(xiàng)技術(shù)為我公司首創(chuàng)，擁有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 此外該項(xiàng)目的生產(chǎn)過(guò)程屬低壓氣相沉積（ 2mmHg）接近真空，三廢排放主要是氮?dú)夂退魵猓硗庥猩倭柯然瘹錃怏w排放，且加設(shè)淋水浴廢氣捕捉完全回收利用，用于后加工的清洗打磨工序使用。幾乎實(shí)現(xiàn)廢氣零排放，沒(méi)有環(huán)境污染。 項(xiàng)目的可行性和成熟性 產(chǎn)業(yè)化條件 我公司長(zhǎng)期從事碳 化硅（ SiC）涂層、熱解氮化硼（ PBN）、熱解石墨 17 合金涂層等特種陶瓷材料的研究與生產(chǎn)，是 集化學(xué)氣相沉積技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)為一體的 高科技企 業(yè)。相關(guān)技術(shù)人員擁有幾十年 CVD 技術(shù)的積累和嫻熟運(yùn)用，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及市場(chǎng)先入優(yōu)勢(shì)。 化學(xué)氣相沉積生產(chǎn) SiC 涂層石墨基座是我們近期開(kāi)拓的科研項(xiàng)目，現(xiàn)已在小批量生產(chǎn)，并且得到比較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在其它領(lǐng)域正在推廣應(yīng)用中，目前國(guó)內(nèi)多家半導(dǎo)體企業(yè)已與我公司達(dá)成了產(chǎn)品供應(yīng)意向。 產(chǎn)品銷售預(yù)測(cè) 雖然我公司開(kāi)發(fā)出 SiC 涂層石墨基座不久，但很快就打開(kāi)了銷售市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)較 知名的半導(dǎo)體廠家，如華虹 NEC、廈門三安電子、上海藍(lán)光、南京大學(xué)、中科電子科技集團(tuán)十三所等都已有了訂貨計(jì)劃， 預(yù)計(jì)2021 年訂單在 15000 套以上， 2021 年訂單可達(dá)到 22021 套，所以，迫切需要我公司盡快擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，滿足越來(lái)越大的市場(chǎng)需求。 研發(fā)優(yōu)勢(shì) 我公司建有省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心，擁有一支穩(wěn)定的高素質(zhì)的技術(shù)力量，在材料科學(xué)、非金屬無(wú)機(jī)材料、化學(xué)氣相沉積技術(shù)、金屬熱處理、工業(yè)電氣自動(dòng)化等學(xué)科領(lǐng)域具有綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 公司經(jīng)過(guò)多年持續(xù)不斷的研發(fā)投入與積累， 現(xiàn)已擁有各類先進(jìn)的研發(fā)生產(chǎn)設(shè)備 210 余臺(tái)套。其中 ，主要研發(fā)設(shè)備有 50 余臺(tái)（套）；精密測(cè)試設(shè)備 30 臺(tái)。 這些設(shè)備為研究開(kāi)發(fā)工作提供了必要的支持，創(chuàng)造了較好的工作環(huán)境。 為了贏得產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，我公司十分注重科研投入，近三年平均投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)占企業(yè)銷售收的 ％以上，擁有了完善的研究與開(kāi)發(fā)體系，具 18 備了強(qiáng)大的科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力，在全國(guó)特種陶瓷材料行業(yè)中位居前列，為未來(lái)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于重視科研的投入，使公司保持了強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，能夠不斷創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品。 技術(shù)的成熟性 公司緊密跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，持續(xù)創(chuàng)新，研制開(kāi)發(fā)出一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 產(chǎn)品和技術(shù)，并擁有多項(xiàng)國(guó)家專利技術(shù)，一直保持企業(yè)在業(yè)界的技術(shù)領(lǐng)先地位，為企業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本項(xiàng)目技術(shù)成果來(lái)源為企業(yè)自主研發(fā)，并擁有該生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)設(shè)備（偏心進(jìn)氣化學(xué)氣相沉積爐，專利號(hào) ）的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，化學(xué)氣相沉積 SiC 涂層基座生產(chǎn)工藝正在申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。 特別本項(xiàng)目所使用的“一爐多支技術(shù)”為世界首創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，大大降低了碳化硅涂層石墨基座等產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 本項(xiàng)目 SiC 涂層樣品經(jīng)中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)技術(shù)研究所測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，測(cè)試結(jié)果如下 ： ? 碳化硅（ SiC）表面涂層為 223。 SiC，屬面心立方； ? 碳化硅（ SiC）表面晶格常數(shù) a = 197。； ? 碳化硅（ SiC）表面密度接近理論值： ； ? 碳化硅（ SiC）表面具有很高的純度與各向異性； ? 碳化硅（ SiC） X 光測(cè)試見(jiàn)下圖： 19 20 第三章 項(xiàng)目建設(shè)方案 項(xiàng)目總體方案 本項(xiàng)目總投資 萬(wàn)元，將建設(shè) ****禹王微光電陶材生產(chǎn)與研發(fā)基地。項(xiàng)目新增相關(guān)設(shè)備 343 臺(tái)套，新增建筑面積 11720m2。進(jìn)一步提高大直徑、全系列半導(dǎo)體材料 用特種陶瓷基座生產(chǎn)、研發(fā)水平。 項(xiàng)目建設(shè)新增大直徑 SiC 涂層基座生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)、制造全新的化學(xué)氣相沉積真空碳管爐和感應(yīng)爐。同時(shí)建設(shè)或改造化學(xué)氣相沉積（ CVD）車間、機(jī)械加工車間、產(chǎn)品后處理車間、產(chǎn)品檢驗(yàn)、包裝車間、純水處理及冷卻設(shè)施等。 項(xiàng)目建成后形成 4 條生產(chǎn)線，年可生產(chǎn)單晶硅外延用和 GaN 外延用SiC 涂層石墨基座 21000 套，其中：Φ 312 8 產(chǎn)能 9000 套 /年，Φ 41210 產(chǎn)能 6000 套 /年，Φ 360 60 產(chǎn)能 1000 套 /年，Φ 117 5 產(chǎn)能 5000 套 /年。按尺寸由小向大發(fā)展，三分之二的產(chǎn)品應(yīng)用于 GaN 外延基座，三分之一的產(chǎn)品應(yīng)用于 Si 單晶外延基座。 建設(shè)地點(diǎn) 項(xiàng)目擬建地點(diǎn)位于 ****省 ****市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)禹王 ****分公司內(nèi)，廠區(qū)南靠富華街，東臨東外環(huán)，向北 2km 是京福高速入口，向南 3km 是火車站，交通便利，企業(yè)占地 120 畝。本項(xiàng)目利用企業(yè)原有預(yù)留發(fā)展空地，不新增占地面積。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)供水、供熱、供電等配套工程設(shè)施完善。 項(xiàng)目進(jìn)度 21 本項(xiàng)目建設(shè)期為 2021 年 1 月－ 2021 年 1 月 ， 從資金到位開(kāi)始 12 個(gè)月內(nèi)完工投產(chǎn)，進(jìn)度安排如下： 項(xiàng)目進(jìn)度 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 工程整體分項(xiàng)設(shè)計(jì) 設(shè)備訂貨購(gòu)置制造 土建施工 設(shè)備安裝及調(diào)試 人員培訓(xùn) 原、輔料購(gòu) 置 試 車 投 產(chǎn) 擬達(dá)到的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)目標(biāo)及水平 項(xiàng)目建設(shè)完成后， ********將成為我國(guó)最大的半導(dǎo)體用特種陶材研發(fā)與生產(chǎn)基地，將達(dá)到年產(chǎn) SiC 涂層石墨基 座 21000 套的生產(chǎn)能力，單晶硅外延基座產(chǎn)品生產(chǎn)與研發(fā)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為我國(guó)半導(dǎo)體用大尺寸硅單晶片生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的設(shè)備支撐和充足的配套件供應(yīng)。 預(yù)計(jì)項(xiàng)目完成后，產(chǎn)品年可實(shí)現(xiàn)銷售收入 8700 萬(wàn)元，年工業(yè)增加值2750 萬(wàn)元，年凈利潤(rùn) 1200 萬(wàn)元，年交稅金 980 萬(wàn)元。 22 第四章 環(huán)保、節(jié)能及原材料供應(yīng)情況 環(huán)境保護(hù) 項(xiàng)目建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響 該工程項(xiàng)目附近無(wú)森林、草地以及文物古跡和風(fēng)景名勝等。項(xiàng)目的建設(shè)，使該地區(qū)的地形、地物發(fā)生了變化，項(xiàng)目施工期間，主要污染因素是施工噪聲、建筑垃圾和揚(yáng)塵。 施工期間要嚴(yán)格遵守《建筑施工廠界噪聲限值（ GB125390）》的規(guī)定，減輕施工噪聲對(duì)周圍居民生活的影響，同時(shí)建筑垃圾當(dāng)及時(shí)清運(yùn)，日產(chǎn)日清，施工工地周邊應(yīng)當(dāng)設(shè)置高度 米以上的圍擋，減少揚(yáng)塵。 項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的污染物對(duì)環(huán)境的影響 該項(xiàng)目的生產(chǎn)過(guò)程屬低壓氣相沉積（ 2mmHg）接近真空，三廢排放主要是氮?dú)夂退魵?，另外有少量氯化氫氣體排放，且加設(shè)淋水浴廢氣捕捉完全回收利用，用于后加工的清洗打磨工序使用。實(shí)現(xiàn)廢氣零排放，沒(méi)有環(huán)境污染，符合環(huán)保要求。 由信息產(chǎn)業(yè)部、國(guó)家發(fā)改委等部門聯(lián)合制定的《電子信息 產(chǎn)品污染控制管理辦法》從電子信息產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、進(jìn)口等環(huán)節(jié)抓起，對(duì)規(guī)范投放我國(guó)市場(chǎng)的電子信息產(chǎn)品使用有毒有害物質(zhì)或元素 進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定 ， 這對(duì) 實(shí)現(xiàn)有毒有害物質(zhì)在電子信息產(chǎn)品中的替代或減量化將起到重要作用。 本項(xiàng)目是采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的，所需原材料主要為 甲基三氯硅烷 、 氬 氣、氫氣和石墨，在生產(chǎn)和存儲(chǔ)過(guò)程中都有嚴(yán)格的安全措施， 23 不會(huì)對(duì)人身和周圍環(huán)境造成損害。 SiC 涂層石墨基座產(chǎn)品成分主要為石墨和碳化硅，因此 對(duì)環(huán)境、資源以及人類身體生命健康以及財(cái)產(chǎn)安全 也不會(huì)造成 任何 破壞、損害、浪費(fèi) 等 不良影響 。 能源節(jié)約 本公司使用 SiC 涂層基座專用生產(chǎn)設(shè)備的專利 —— “偏心進(jìn)氣化學(xué)氣相沉積爐”，該爐突破了中心進(jìn)氣的傳統(tǒng)模式，一爐只能做一只小件。而用偏心進(jìn)氣化學(xué)氣相沉積爐可以生產(chǎn)多只小件，可降低電能消耗 35%。 由于本項(xiàng)目所使用的關(guān)鍵設(shè)備 —— 化學(xué)氣相真空碳管爐和感應(yīng)爐，在生產(chǎn)過(guò)程中的加熱時(shí)間一般在 1 小時(shí)左右，其余 20 多個(gè)小時(shí)的時(shí)間為斷電自然冷卻時(shí)間，所以單臺(tái)設(shè)備耗能時(shí)間并非是持續(xù)式用電。在生產(chǎn)中實(shí)行多臺(tái)設(shè)備間歇式運(yùn)行，即一臺(tái)爐子通電加熱完畢后，斷電進(jìn)行冷卻時(shí)下一臺(tái)爐子再通電運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)設(shè)備低耗電功率的平 穩(wěn)運(yùn)行，不會(huì)對(duì)電力供給帶來(lái)壓力。 原材料供應(yīng) 主要原輔材料供應(yīng) 本項(xiàng)目的主要原輔材料為 甲基三氯硅烷 、 氬 氣、氫氣和石墨 等， 項(xiàng)目所需輔料 全部可以 從周邊地區(qū) 及國(guó)內(nèi)其他市場(chǎng) 購(gòu)買，能保證供應(yīng)。 供電、用水 表 項(xiàng)目水、電年需要表 24 序號(hào) 名稱 單位 數(shù)量 預(yù)測(cè)價(jià)格（元） 供應(yīng)來(lái)源 1 水 噸 5700 自備井 2 電 萬(wàn)度 460 外購(gòu) 本項(xiàng)目生產(chǎn)、生活、消防用水源為自備井水，完全能夠滿足生產(chǎn)、生活和消防用水的需求。 本項(xiàng)目 用 電由 ****市供電公司供 應(yīng)，裝機(jī)容量能完全滿足本項(xiàng)目的需要，所以電 力 供應(yīng)是有保障的。 第五章 項(xiàng)目法人基本情況 25 企業(yè) 概況 企業(yè)名稱： ****禹王實(shí)業(yè)有限公司 法定代表人： 劉錫潛 公司 性質(zhì)： 有限責(zé)任公司 企業(yè)地址： ****省 ****市通衢路北首 企業(yè) 簡(jiǎn)介 ****禹王 實(shí)業(yè)有限公司 是以 特種陶瓷材料、 化工、 食品、 醫(yī)藥為一體的 集團(tuán)公司，是 國(guó)家級(jí)重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè) 和 中國(guó)專利明星企業(yè) 。集團(tuán)成立于 1986 年，所有制性質(zhì)為民營(yíng)， 銀行信用等級(jí) AAA 級(jí) ， 下屬 7 個(gè)工業(yè)企業(yè)、 1 個(gè)省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、 1 個(gè)研發(fā)中心、 20 多個(gè)駐外銷售分公司 、員工 1500 多人 。公司擁有國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品 3 個(gè)， 國(guó)家發(fā)明專利 11 項(xiàng)， 承擔(dān)了 2 項(xiàng)國(guó)家火炬計(jì)劃。公司現(xiàn)已通過(guò) ISO9001 質(zhì)量體系認(rèn)證 和 ISO14001環(huán)境 管理 體系認(rèn)證。 集團(tuán)下屬禹王 ****分 公司 ，