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    高純氨氣技術指標及用途

    2017-6-5 9:26:57

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    高純氨氣(High Purity Ammonia), NH3,有刺激性惡臭的無色氣體,極易溶于水。高純氨氣是強腐蝕性有毒物質,對皮膚和眼睛有強烈腐蝕作用,產生嚴重疼痛性灼傷。我國高純氨規模化生產始于1999年。
    高純氨產品技術指標
     項目 電子級
     氨(NH3)純度(體積分數)/10-2 99.9995
     氧(O2)含量(體積分數)/10-6 1
     氮(N2)含量(體積分數)/10-6 1
     一氧化碳(CO)含量(體積分數)/10-6 1
     烴(C1~C3)含量(體積分數)/10-6 1
     水分(H2O)含量(體積分數)/10-6 3
     總雜志含量(體積分數)/10-6 5
    超高純氨氣產品技術指標
     項目 電子級
     氨(NH3)純度(體積分數)/10-2 99.99994
     氧(O2)含量(體積分數)/10-6 0.1
     氫(H2)含量(體積分數)/10-6 0.1
     一氧化碳(CO)含量(體積分數)/10-6 0.05
     二氧化碳(CO2)含量(體積分數)/10-6 0.1
     烴(C1~C3)含量(體積分數)/10-6 0.05
     水分(H2O)含量(體積分數)/10-6 0.2

     0.6

    高純氨主要用途?
    高純氨(NH3)主要用于制造高質量的氮化物。氮化鎵(GaN)和氮化硅(Si3N4)前者是制造發光二極管的基礎,而后者廣泛應用于太陽能電池(光伏)、集成電路(IC)和液晶顯示器(LCD)的制造。
    高純氨應用原理?
    【1】Ga(CH3)3+ NH3 → GaN + 4CH4;
    這個反應是制造發光二極管(LED)外延芯片的氮化鎵的基 礎,反應在昂貴的 MOCVD (有機金屬氣相沉積)設備上完成。
    【2】3SiH4 + 4NH3→ Si3N4 + 12H2;
    這個反應是制造氮化硅(Si3N4 )的基礎,由硅烷(SiH4 )和高純氨在較高溫度下,在化學氣相沉積(CVD)設備中進行反應,此反應也需要相當數量的高純氨氣。
    為什么要使用高純氨?
    假如氨的純度不夠高,例如氨中混有一些水(氨極易溶于水,而且我們周圍環境中到處都是水),會有什么后果呢?
    硅烷會先跟水(而不是跟氨)反應:
    SiH4 + 2H2O → SiO2 + 3H2;
    實際上,只要氨中水含量達到萬分之一,水基本上就完全代替氨從而和硅烷反應,反應生成的是 SiO2 而不是 Si3N4,這樣就無法滿足電子工業嚴格要求的工藝條件了,其中的原因在于水比氨更容易與硅烷反應結合,生成的SiO2 也比 Si3N4更穩定。要想讓 LED的發光增強,那就要設法增多其中的電子和空穴(稱為載流子),這樣就對高純氨的純度提出了非常高的要求,實驗已經證明,高純氨中的水會首先反應生成穩定的 SiO2 ,而SiO2是不能貢獻電子的,這樣也無法獲得 n 型 GaN。會極大地影響到 LED的亮度,原因就在于高純氨中的微量水會大大降低載流子的濃度。
    使用不純的高純氨(含水的氨), 在芯片制造中就會生成更穩定的氧化物而不是氮化物,從而降低甚至摧毀芯片的性能。
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