高純氨氣制取的四項關鍵技術

    高純氨產品是光電子、微電子技術不可缺少的支撐材料。廣泛應用在半導體照明、平板顯示、太陽能電池以及大規模集成電路制造領域中。高純氨的質量直接影響材料的光學性能和電學性能乃至器件的使用壽命。國際、國內都有巨大的潛在市場。隨著國內半導體產業的發展，對高純氨的需求迅速增長，高純電子氣體國產化是發展的必然趨勢。

    超高純氨也是金屬有機化合物化學氣相淀積（MOCVD）技術生產第三代化合物半導體材料氮化鎵(GaN)的關鍵支撐材料。MOCVD技術制備氮化鎵（GaN）要求所使用的氨必需高純超凈，其純度水平為7N(99.99999%)。由于受技術瓶頸和技術壁壘的限制，一直以來國內高純氨純度達到6.0N，難以滿足GaN生長技術的要求。隨著我國“國家半導體照明工程”的啟動，對GaN用關鍵支撐材料的需求更加迫切。因此，突破GaN用超純白氨的純化技術，實現超高純氨規模化生產，替代進口產品，勢在必行。

    高純超凈氨是生成薄膜的最根本的成膜源，氧分子(O2)、水(H2O)和CO2是非常有害的雜質，其會導致淀積生長的金屬及金屬化合物活性膜的質量下降。高純超凈氨中的金屬雜質對化合物半導體材料的制備是極其有害的，是影響其光電性能指標的關鍵因素之一，除掉高純氨中氧分子(O2)、水(H2O)和金屬雜質，總雜質含量降到0.1ppm以下是目前國際上氣體純化的難題，在項目的執行過程中，解決的關鍵技術包括：

    1、純化技術：對應用于半導體領域的高純氣體純度要求極高，特別是影響半導體材料生長的氧、水以及其他雜質含量必須達到ppm-ppb級。針對原料氣體的雜質含量、理化性質，以高效吸附和高效精餾為主要純化方法，重點研制開發了選擇性好、吸附容量大、純化深度高的新型吸附劑、高性能催化劑，具有吸附和催化兩種功能，滿足雜質脫除使用要求，本工藝特別宜于規模化生產。

    2、凈化技術：為了使高純超凈氨達到預期的純度和潔凈度，對與氣體接觸的所有設備、容器、管路的材質進行預處理，做到無表面吸附、無表面化學反應、無粒子脫落、無死體積、密封性能好。在凈化系統中，選擇捕集效率高，孔徑小的高效過濾器，極大降低產品中的塵埃粒子，達到產品超純潔凈。

    3、分析檢測技術：ppb級或ppt（10-9~10-12）級氣體雜質、金屬離子及塵埃粒子的檢測是研制開發高純氨必須解決的技術關鍵，痕量雜質的檢測基于建立可靠的分析方法和先進的檢測儀器。在引進了國外先進的分析儀器基礎上，建立ppb-ppt級雜質分析方法。特別是水和金屬雜質的分析，無論在線還是抽檢都做到數據重復性、準確性。為保證產品質量提供技術保障。

    4、產業化生產技術：采用吸附、精餾、超濾組合純化技術，更易于進行大流量高純氨純化處理；采用具有創新性的工藝過程和操作條件，對吸附劑再生技術進行改進。吸附劑再生完成后，采用特殊反吹技術，作為下一吸附周期的過渡，使吸附劑恢復到最高活性，可以連續、穩定的生產高純氨產品。