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高纯氨气制取的四项关键技术

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2022-12-27 10:24:00【

 高纯度氨产品是光电子和微电子技术不可或缺的支撑材料。它广泛应用于半导体照明、平板显示器、太阳能电池和大型集成电路的制造。高纯度氨的质量直接影响材料的光学和电学性能,甚至影响设备的使用寿命。国内外都有巨大的潜在市场。随着国内半导体工业的发展,对高纯度氨的需求快速增长,高纯度电子气体的国产化是必然的发展趋势。

高纯度氨也是通过有机金属化学气相沉积(MOCVD)技术生产第三代复合半导体材料氮化镓(GaN)的重要支撑材料。MOCVD生产氮化镓(GaN)要求所用的氨必须是高纯度和超清洁的,纯度为7N(99.99999%)。由于技术瓶颈和壁垒的限制,国内高纯度氨的纯度高达6.0N,难以满足GaN生长技术的要求。随着中国国家半导体照明项目的启动,对氮化镓关键支撑材料的需求更加迫切。因此,突破GaN中使用的超纯白氨净化技术,实现超纯氨的大规模生产并替代进口产品至关重要。

高纯度和超洁净氨是成膜的最基本来源。氧分子(O2)、水(H2O)和CO2是非常有害的污染物,其导致沉积金属和金属化合物的活性膜的质量降低。高纯度、超洁净氨中的金属杂质对复合半导体材料的生产极为有害,是影响其光电性能指标的关键因素之一。去除高纯度氨中的氧分子(O2)、水(H2O)和金属杂质以及将总杂质含量降低到0.1ppm以下是当前的国际气体净化问题。项目实施过程中必须解决以下关键技术:

1.清洁技术:半导体领域使用的高纯度气体纯度极高,特别是影响半导体材料生长的氧、水和其他杂质的含量必须达到ppm ppb水平。考虑到原料气的杂质含量和物理化学性质,以高效吸附和蒸馏为主要净化方法,开发了一种选择性好、吸附容量大、净化深度高的新型吸附剂和高性能催化剂。它们具有吸附和催化功能,并满足去除杂质的要求。该工艺特别适用于大规模生产。

2.清洁技术:为了达到高纯度和超清洁氨的预期纯度和清洁度,所有与气体接触的设备、容器和管道的材料必须经过预处理,以确保无表面吸附、无表面化学反应、无颗粒废物、无死体积和良好的密封性能。在清洁系统中,选用检测效率高、开口小的高性能过滤器,大大减少产品中的灰尘颗粒,实现超纯清洁产品。

3.分析检测技术:ppb或ppt(10-9~10-12)气体杂质、金属离子和粉尘颗粒的检测是高纯氨开发必须解决的关键技术。痕量单位的检测基于建立可靠的分析方法和先进的检测仪器。在引进第三方先进分析仪器的基础上,建立了ppb-ppt杂质分析方法。特别是,对于水和金属杂质的分析,无论是在线还是样品控制,数据必须是可重复和准确的。产品质量的技术保证。

4、工业化生产技术:采用吸附、蒸馏、超滤相结合的净化技术,使大流量的高纯度氨更容易清洗;采用创新的工艺和操作条件来改进吸附再生技术。吸附剂再生完成后,使用特殊的回吹技术作为下一个吸附循环的过渡,以使吸附剂恢复到最高活性,从而可以连续稳定地生产高纯度氨产品。