湖南高纯氨气可以用于半导体芯片的沉积和刻蚀
- 发布时间：2022-09-03
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高纯氨气NH3，有刺激性恶臭的无色气体，极易溶于水。高纯氨气是强腐蚀性有毒物质，对皮肤和眼睛有强烈腐蚀作用，产生严重疼痛性灼伤。我国高纯氨规模化生产始于1999年。
高纯氨产品技术指标
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项目 |
电子级 |
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氨（NH3）纯度（体积分数）/10-2 |
99.9995 |
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氧（O2）含量（体积分数）/10-6 |
1 |
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氮（N2）含量（体积分数）/10-6 |
1 |
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一氧化碳（CO）含量（体积分数）/10-6 |
1 |
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烃（C1~C3）含量（体积分数）/10-6 |
1 |
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水分（H2O）含量（体积分数）/10-6 |
3 |
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总杂志含量（体积分数）/10-6 |
5 |
高纯氨主要用途
高纯氨（NH3）主要用于制造高质量的氮化物。氮化镓（GaN）和氮化硅（Si3N4）前者是制造发光二极管的基础，而后者广泛应用于太阳能电池（光伏）、集成电路（IC）和液晶显示器（LCD）的制造。
高纯氨应用原理
Ga(CH3)3+ NH3 → GaN + 4CH4；
这个反应是制造发光二极管（LED）外延芯片的氮化镓的基 础，反应在昂贵的 MOCVD （有机金属气相沉积）设备上完成。
3SiH4 + 4NH3→ Si3N4 + 12H2；
这个反应是制造氮化硅（Si3N4 ）的基础，由硅烷（SiH4 ）和高纯氨在较高温度下，在化学气相沉积（CVD）设备中进行反应，此反应也需要相当数量的高纯氨气。
为什么要使用高纯氨？
假如氨的纯度不够高，例如氨中混有一些水（氨极易溶于水，而且我们周围环境中到处都是水），会有什么后果呢？
硅烷会先跟水（而不是跟氨）反应：
SiH4 + 2H2O → SiO2 + 3H2；
实际上，只要氨中水含量达到万分之一，水基本上就完全代替氨从而和硅烷反应，反应生成的是 SiO2 而不是 Si3N4，这样就无法满足电子工业严格要求的工艺条件了，其中的原因在于水比氨更容易与硅烷反应结合，生成的SiO2 也比 Si3N4更稳定。要想让 LED的发光增强，那就要设法增多其中的电子和空穴（称为载流子），这样就对高纯氨的纯度提出了非常高的要求，实验已经证明，高纯氨中的水会首先反应生成稳定的 SiO2 ，而SiO2是不能贡献电子的，这样也无法获得 n 型 GaN。会极大地影响到 LED的亮度，原因就在于高纯氨中的微量水会大大降低载流子的浓度。
