特種氣體分類及生產(chǎn)工序

特種氣體的主要生產(chǎn)工序包括氣體合成、氣體純化、氣體混配、氣瓶處理、氣體充裝、氣體分析檢測(cè)。氣體合成是將原料在特定壓力、溫度、催化劑等條件下，通過化學(xué)反應(yīng)得到氣體粗產(chǎn)品。氣體純化是通過精餾、吸附等方式將粗產(chǎn)品精制成更高純度的產(chǎn)品。

氣體混配是將兩種或兩種以上有效組分氣體按照特定比例混合，得到多組分均勻分布的混合氣體。

氣瓶處理是根據(jù)載氣性質(zhì)及需求的不同，對(duì)氣瓶?jī)?nèi)部、內(nèi)壁表面及外觀進(jìn)行處理的過程，以保證氣體存儲(chǔ)、運(yùn)輸過程中產(chǎn)品的穩(wěn)定。氣體充裝是指通過壓力差將氣體充入氣瓶等壓力容器；氣體分析檢測(cè)即為對(duì)氣體的成分進(jìn)行分析、檢測(cè)的過程。

在上圖所示工序中，特種氣體提純是制備工藝的核心技術(shù)壁壘。特種氣體純度的提高，能夠有效提高電子器件生產(chǎn)的良率和性能。

電子特氣中水汽、氧等雜質(zhì)組易使半導(dǎo)體表面生成氧化膜，影響電子器件的使用壽命，含有的顆粒雜質(zhì)會(huì)造成半導(dǎo)體短路及線路損壞。

而伴隨半導(dǎo)體工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)精度越來越高。以集成電路制造為例，其電路線寬已經(jīng)從最初的毫米級(jí)，到微米級(jí)甚至納米級(jí)，對(duì)應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的電子特氣純度亦提出了更高的要求。

電子特氣純度提升的影響因素較多，難度較大。電子特氣純度提升的影響因素較多，主要包括三個(gè)方面：

1）氣體的分離和提純。

電子特氣的分離和提純方法原理上可分為精餾分離、分子篩吸附分離以及膜分離三大類，在實(shí)際提純分離過程中，為了達(dá)到更好的分離效率，往往會(huì)利用多種分離方法進(jìn)行組合，工藝更為復(fù)雜。

2）氣體雜質(zhì)檢測(cè)和監(jiān)控。

隨著電子特氣的純度越來越高，對(duì)分析檢測(cè)方法和儀器提出了更高的要求，檢測(cè)限從最早的ppm級(jí)已經(jīng)發(fā)展到ppt級(jí)。目前國(guó)外電子氣體的分析己經(jīng)經(jīng)歷了離線分析、在線分析(on-line)，原位分析(insitu)等幾個(gè)階段。對(duì)于高純度電子氣體的分析，國(guó)外已開發(fā)出系統(tǒng)完整的分析測(cè)試方法和現(xiàn)場(chǎng)分析儀器。而由于我國(guó)電子特氣行業(yè)一直重生產(chǎn)而輕檢測(cè)，因此分析方法和分析儀器同國(guó)外廠商相比都比較落后。

3）氣體的運(yùn)輸和儲(chǔ)存。

高純電子特氣得來不易，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中要求使用高質(zhì)量的氣體包裝儲(chǔ)運(yùn)容器、以及相應(yīng)的氣體輸送管線、閥門和接口，確保避免二次污染。而我國(guó)加工工藝整體落后以及不符合國(guó)際規(guī)范，市場(chǎng)主要被國(guó)外公司占據(jù)。國(guó)內(nèi)電子特氣純度仍有待提升。目前國(guó)外電子特氣的純度一般在6個(gè)“9”（即99.9999%），而國(guó)內(nèi)多在4—5個(gè)“9”之間，少數(shù)能達(dá)到6個(gè)“9”。

文章來源：行行查

文章編輯：我的氣體網(wǎng)