湖南高純氨氣可以用于半導(dǎo)體芯片的沉積和刻蝕
- 發(fā)布時(shí)間：2022-09-03
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高純氨氣NH3，有刺激性惡臭的無色氣體，極易溶于水。高純氨氣是強(qiáng)腐蝕性有毒物質(zhì)，對(duì)皮膚和眼睛有強(qiáng)烈腐蝕作用，產(chǎn)生嚴(yán)重疼痛性灼傷。我國高純氨規(guī)?；a(chǎn)始于1999年。
高純氨產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
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項(xiàng)目 |
電子級(jí) |
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氨（NH3）純度（體積分?jǐn)?shù)）/10-2 |
99.9995 |
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氧（O2）含量（體積分?jǐn)?shù)）/10-6 |
1 |
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氮（N2）含量（體積分?jǐn)?shù)）/10-6 |
1 |
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一氧化碳（CO）含量（體積分?jǐn)?shù)）/10-6 |
1 |
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烴（C1~C3）含量（體積分?jǐn)?shù)）/10-6 |
1 |
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水分（H2O）含量（體積分?jǐn)?shù)）/10-6 |
3 |
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總雜志含量（體積分?jǐn)?shù)）/10-6 |
5 |
高純氨主要用途
高純氨（NH3）主要用于制造高質(zhì)量的氮化物。氮化鎵（GaN）和氮化硅（Si3N4）前者是制造發(fā)光二極管的基礎(chǔ)，而后者廣泛應(yīng)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(yīng)用原理
Ga(CH3)3+ NH3 → GaN + 4CH4；
這個(gè)反應(yīng)是制造發(fā)光二極管（LED）外延芯片的氮化鎵的基 礎(chǔ)，反應(yīng)在昂貴的 MOCVD （有機(jī)金屬氣相沉積）設(shè)備上完成。
3SiH4 + 4NH3→ Si3N4 + 12H2；
這個(gè)反應(yīng)是制造氮化硅（Si3N4 ）的基礎(chǔ)，由硅烷（SiH4 ）和高純氨在較高溫度下，在化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備中進(jìn)行反應(yīng)，此反應(yīng)也需要相當(dāng)數(shù)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(huán)境中到處都是水），會(huì)有什么后果呢？
硅烷會(huì)先跟水（而不是跟氨）反應(yīng)：
SiH4 + 2H2O → SiO2 + 3H2；
實(shí)際上，只要氨中水含量達(dá)到萬分之一，水基本上就完全代替氨從而和硅烷反應(yīng)，反應(yīng)生成的是 SiO2 而不是 Si3N4，這樣就無法滿足電子工業(yè)嚴(yán)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(yīng)結(jié)合，生成的SiO2 也比 Si3N4更穩(wěn)定。要想讓 LED的發(fā)光增強(qiáng)，那就要設(shè)法增多其中的電子和空穴（稱為載流子），這樣就對(duì)高純氨的純度提出了非常高的要求，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，高純氨中的水會(huì)首先反應(yīng)生成穩(wěn)定的 SiO2 ，而SiO2是不能貢獻(xiàn)電子的，這樣也無法獲得 n 型 GaN。會(huì)極大地影響到 LED的亮度，原因就在于高純氨中的微量水會(huì)大大降低載流子的濃度。
