高純氬氣氣體純化方法

高純氬氣氣體純化方法

一、 概述

氬氣作為制作單晶及多晶硅的保護(hù)氣體，為了提高硅晶體的質(zhì)量，如何選用較高純度的氬氣，是制作硅晶體的一個(gè)議題。通過對(duì)本裝置的使用，氬氣的純度其中氧含量小于1ppm時(shí)，水分也小于1ppm時(shí)，制作出的單晶硅其氧碳含量就小于0.5ppm，這樣就提高了單晶的使用壽命并能達(dá)到要求，贏得客戶的滿意和市場(chǎng)的需求。

由于一般液氬汽化后未經(jīng)過純化處理，它的氧含量一般在2ppm~5ppm。有時(shí)氣體供應(yīng)商提供的氬氣超過了此范圍，使用氬氣的客戶不知道其質(zhì)量，所以往往給生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。有了氬氣純化裝置后不論氬原料氣的質(zhì)量如何，只要經(jīng)過純化裝置的處理后，進(jìn)入拉晶爐的氬氣，純度始終是恒定的。

一般氧含量小于0.5ppm，水分小于1ppm，這樣穩(wěn)定的氬氣對(duì)生產(chǎn)晶體的質(zhì)量是有保證的。

二、 關(guān)于氬氣純化的方法

一種

直接脫氧法。就是使用活性金屬與氬氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，消化掉氬氣中的氧氣，從而達(dá)到脫氧的目的，經(jīng)過分子篩吸收掉氬氣中的水份，使氬氣的含水量小于1ppm。

第二種

是采用吸氣劑。在一定溫度下，吸氣劑可吸收氮、氫、氧、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等氣體經(jīng)吸收處理后，氬氣的純度可達(dá)到6個(gè)九，這種保護(hù)氣體更適用于制作高純度的半導(dǎo)體的單晶硅。

利用吸氣劑純化后氬氣的純度：

O2≤0.2ppm

H2≤0.5ppm

N2≤1ppm

CO+CO2≤0.5ppm

CH4≤0.5ppm

水份≤1ppm

一種方法設(shè)備投資小，設(shè)備中脫氧劑的使用壽命一般大于四年。

第二種方法設(shè)備純化純度高但投資相對(duì)較大，吸氣劑使用壽命為兩年。

還可根據(jù)客戶要求，配備分析儀在線時(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備中氣體純度。

三、氬氣用途

高純氬氣用于焊接、不銹鋼制造、冶煉，還用于半導(dǎo)體制造工藝中的化學(xué)氣相淀積、晶體生長(zhǎng)、熱氧化、外延、擴(kuò)散、多晶硅、鎢化、離子注入、載流、燒結(jié)等氬氣作為制作單晶及多晶硅的保護(hù)氣。