氩气气体纯化的方法

2021-12-19

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一、概述

氩气作为制作单晶及多晶硅的保护气体，为了提高硅晶体的质量，如何选用较高纯度的氩气，是制作硅晶体的一个议题。通过对本装置的使用，氩气的纯度其中氧含量小于1ppm时，水分也小于1ppm时，制作出的单晶硅其氧碳含量就小于0.5ppm，这样就提高了单晶的使用寿命并能达到要求，赢得客户的满意和市场的需求。

由于一般液氩汽化后未经过纯化处理，它的氧含量一般在2ppm~5ppm。有时气体供应商提供的氩气超过了此范围，使用氩气的客户不知道其质量，所以往往给生产产品质量造成影响。有了氩气纯化装置后不论氩原料气的质量如何，只要经过纯化装置的处理后，进入拉晶炉的氩气，纯度始终是恒定的。

一般氧含量小于0.5ppm，水分小于1ppm，这样稳定的氩气对生产晶体的质量是有保证的。

高纯氩气纯化系统

二、关于氩气纯化的方法

一种

直接脱氧法。就是使用活性金属与氩气中的氧气进行反应，消化掉氩气中的氧气，从而达到脱氧的目的，经过分子筛吸收掉氩气中的水份，使氩气的含水量小于1ppm。

第二种

是采用吸气剂。在一定温度下，吸气剂可吸收氮、氢、氧、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体经吸收处理后，氩气的纯度可达到6个九，这种保护气体更适用于制作高纯度的半导体的单晶硅。

利用吸气剂纯化后氩气的纯度：

O2≤0.2ppm

H2≤0.5ppm

N2≤1ppm

CO+CO2≤0.5ppm

CH4≤0.5ppm

水份≤1ppm

一种方法设备投资小，设备中脱氧剂的使用寿命一般大于四年。

第二种方法设备纯化纯度高但投资相对较大，吸气剂使用寿命为两年。

还可根据客户要求，配备分析仪在线时时检测设备中气体纯度。

三、氩气用途

高纯氩气用于焊接、不锈钢制造、冶炼，还用于半导体制造工艺中的化学气相淀积、晶体生长、热氧化、外延、扩散、多晶硅、钨化、离子注入、载流、烧结等氩气作为制作单晶及多晶硅的保护气。