高純度氨產品是光電子和微電子技術不可或缺的支撐材料。它廣泛應用于半導體照明、平板顯示器、太陽能電池和大型集成電路的制造。高純度氨的質量直接影響材料的光學和電學性能,甚至影響設備的使用壽命。國內外都有巨大的潛在市場。隨著國內半導體工業的發展,對高純度氨的需求快速增長,高純度電子氣體的國產化是必然的發展趨勢。
高純度氨也是通過有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)技術生產第三代復合半導體材料氮化鎵(GaN)的重要支撐材料。MOCVD生產氮化鎵(GaN)要求所用的氨必須是高純度和超清潔的,純度為7N(99.99999%)。由于技術瓶頸和壁壘的限制,國內高純度氨的純度高達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,其導致沉積金屬和金屬化合物的活性膜的質量降低。高純度、超潔凈氨中的金屬雜質對復合半導體材料的生產極為有害,是影響其光電性能指標的關鍵因素之一。去除高純度氨中的氧分子(O2)、水(H2O)和金屬雜質以及將總雜質含量降低到0.1ppm以下是當前的國際氣體凈化問題。項目實施過程中必須解決以下關鍵技術:
1.清潔技術:半導體領域使用的高純度氣體純度極高,特別是影響半導體材料生長的氧、水和其他雜質的含量必須達到ppm ppb水平。考慮到原料氣的雜質含量和物理化學性質,以高效吸附和蒸餾為主要凈化方法,開發了一種選擇性好、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,并滿足去除雜質的要求。該工藝特別適用于大規模生產。
2.清潔技術:為了達到高純度和超清潔氨的預期純度和清潔度,所有與氣體接觸的設備、容器和管道的材料必須經過預處理,以確保無表面吸附、無表面化學反應、無顆粒廢物、無死體積和良好的密封性能。在清潔系統中,選用檢測效率高、開口小的高性能過濾器,大大減少產品中的灰塵顆粒,實現超純清潔產品。
3.分析檢測技術:ppb或ppt(10-9~10-12)氣體雜質、金屬離子和粉塵顆粒的檢測是高純氨開發必須解決的關鍵技術。
4、工業化生產技術:采用吸附、蒸餾、超濾相結合的凈化技術,使大流量的高純度氨更容易清洗;采用創新的工藝和操作條件來改進吸附再生技術。吸附劑再生完成后,使用特殊的回吹技術作為下一個吸附循環的過渡,以使吸附劑恢復到最高活性,從而可以連續穩定地生產高純度氨產品。