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气体纯度等级与特种气体的介绍

发布时间:2025-09-01 08:36 浏览:296

1. GN2与PN2的定义
GN2,即“General Nitrogen”,是指普通氮气。它通过压缩机将气体压缩成液态,再经过触媒转化器的处理,将CO转化为CO2,将H2转化为H2O。随后,利用分子筛吸附CO2和H2O,并通过分馏技术分离O2,从而得到一定纯度的GN2。
而PN2,即“Purity Nitrogen”,则代表高纯度的氮气。它是GN2经过纯化器进一步纯化后的产物,纯度极高。液态氮气的纯度通常能达到99.9999%,小数点后有6个9,而经过纯化器处理后的氮气,其纯度更是高达99.9999999%,小数点后有9个9。
2. 气体纯度
谈及纯净气体,我们不得不深入探讨气体的纯度等级及其表达方式。通俗地说,气体纯度指的是除主要气体成分外的其他杂质物质的含量。以氮气为例,其纯度即意味着除去N2外的O2、H2、Ar、CO2、H2O、金属及尘粒等杂质的多少。同样,氮和氦的混合气体的纯度,则是指N2和He成分外所含O2、CO2、H2O尘粒等杂质的量。
表示气体纯度的方法主要有两种:一是使用百分数,如99%、99.9%等;二是用“N”来表示,如3N、5N等,其中“N”前的数字与百分数中的“9”的个数相对应,而小数点后的数字则表示不足“9”的数。例如,4N表示99.99%,6N表示99.9999%等。
根据纯度的不同,气体通常被划分为四个等级:普通气体、纯气体、高纯气体和超高纯气体。这些不同等级的气体在器件生产工艺上的应用各不相同,具体如下表所示。
99.9%的气体适用于一般器件,而纯气体,其纯度在99.99至99.999%之间,则常用于晶体管和晶闸管等器件的制造。高纯气体,其纯度在99.999至99.9999%范围内,是制造大规模集成电路和特殊器件的理想选择。至于超高纯气体,其纯度超过99.9999%,则主要用于超大规模集成电路的制造。
此外,特种气体在气体工业中占据着重要地位。这些气体在特定领域中发挥着不可或缺的作用,对气体纯度有着极高的要求。特种气体种类繁多,包括电子气体、标准气、环保气、医用气等,广泛应用于电子、电力、石油化工等多个领域。在化学成分上,特种气体可分为硅系、砷系、磷系等七类,其中常见的有甲烷、乙烯等。这些特种气体在电子半导体、化工、医疗等多个领域发挥着关键作用。
电子特种气体在半导体制造中扮演着至关重要的角色,尽管它们在整个制程中的成本占比仅为5~6%。然而,由于电子特种气体的品种繁多,且在半导体制程中覆盖范围广泛,因此它们成为了衡量半导体技术水平的关键因素。特种气体的制备和供应环节所涉及的市场,吸引了国内外众多公司积极布局。
特种气体可以根据不同的分类方式进行划分。例如,按照气体的化学成分,它们可以被分为硅系、砷系、磷系、硼系、金属氢化物、卤化物和金属烃化物等七类。同时,这些气体在集成电路的制备过程中也发挥着不同的作用,如掺杂、外延、离子注入、发光二极管制造、刻蚀、化学气相沉积以及载运稀释等。值得注意的是,某些气体可能同时属于多个分类,例如硅烷(SiH4)既是一种硅系气体,又常被用作外延气体,并且在化学气相沉积中也有广泛应用。
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