高純度氨產(chǎn)品是光電子和微電子技術(shù)不可或缺的支撐材料。它廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體照明、平板顯示器、太陽能電池和大型集成電路的制造。高純度氨的質(zhì)量直接影響材料的光學(xué)和電學(xué)性能,甚至影響設(shè)備的使用壽命。國內(nèi)外都有巨大的潛在市場。隨著國內(nèi)半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展,對(duì)高純度氨的需求快速增長,高純度電子氣體的國產(chǎn)化是必然的發(fā)展趨勢。
高純度氨也是通過有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)生產(chǎn)第三代復(fù)合半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)的重要支撐材料。MOCVD生產(chǎn)氮化鎵(GaN)要求所用的氨必須是高純度和超清潔的,純度為7N(99.99999%)。由于技術(shù)瓶頸和壁壘的限制,國內(nèi)高純度氨的純度高達(dá)6.0N,難以滿足GaN
高純度和超潔凈氨是成膜的最基本來源。氧分子(O2)、水(H2O)和CO2是非常有害的污染物,其導(dǎo)致沉積金屬和金屬化合物的活性膜的質(zhì)量降低。高純度、超潔凈氨中的金屬雜質(zhì)對(duì)復(fù)合半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)極為有害,是影響其光電性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。去除高純度氨中的氧分子(O2)、水(H2O)和金屬雜質(zhì)以及將總雜質(zhì)含量降低到0.1ppm以下是當(dāng)前的國際氣體凈化問題。項(xiàng)目實(shí)施過程中必須解決以下關(guān)鍵技術(shù):
1.清潔技術(shù):半導(dǎo)體領(lǐng)域使用的高純度氣體純度極高,特別是影響半導(dǎo)體材料生長的氧、水和其他雜質(zhì)的含量必須達(dá)到ppm ppb水平??紤]到原料氣的雜質(zhì)含量和物理化學(xué)性質(zhì),以高效吸附和蒸餾為主要凈化方法,開發(fā)了一種選擇性好、吸附容量大、凈化深度高的新型吸附劑和高性能催化劑。它們具有吸附和催化功能,并滿足去除雜質(zhì)的要求。該工藝特別適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
2.清潔技術(shù):為了達(dá)到高純度和超清潔氨的預(yù)期純度和清潔度,所有與氣體接觸的設(shè)備、容器和管道的材料必須經(jīng)過預(yù)處理,以確保無表面吸附、無表面化學(xué)反應(yīng)、無顆粒廢物、無死體積和良好的密封性能。在清潔系統(tǒng)中,選用檢測效率高、開口小的高性能過濾器,大大減少產(chǎn)品中的灰塵顆粒,實(shí)現(xiàn)超純清潔產(chǎn)品。
3.分析檢測技術(shù):ppb或ppt(10-9~10-12)氣體雜質(zhì)、金屬離子和粉塵顆粒的檢測是高純氨開發(fā)必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。
4、工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù):采用吸附、蒸餾、超濾相結(jié)合的凈化技術(shù),使大流量的高純度氨更容易清洗;采用創(chuàng)新的工藝和操作條件來改進(jìn)吸附再生技術(shù)。吸附劑再生完成后,使用特殊的回吹技術(shù)作為下一個(gè)吸附循環(huán)的過渡,以使吸附劑恢復(fù)到最高活性,從而可以連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)高純度氨產(chǎn)品。