Производство и очистка аммиака (6.0) для микроэлектроники

Аммиак (NH₃) широко используется в промышленности, но для микроэлектроники требуется особо чистый газ с минимальным содержанием примесей. Чистота 6.0 (99,9999%) критически важна для производства полупроводников, дисплеев и других высокотехнологичных компонентов.

Производство аммиака

Основной метод получения аммиака — синтез из азота (N₂) и водорода (H₂) по реакции Габера-Боша. Процесс проходит при высоком давлении (150-300 атм) и температуре 400-500 °C с использованием железного катализатора.

После синтеза газ содержит примеси, которые необходимо удалить для достижения чистоты 6.0.

Очистка аммиака до 6.0

Аммиак проходит несколько стадий глубокой очистки:

1. Адсорбция
   Удаление влаги, кислородсодержащих соединений и углеводородов с помощью цеолитов и активированного угля.

2. Криогенная ректификация
   Глубокое охлаждение (-60 °C и ниже) для отделения примесей по температуре кипения.

3. Каталитическая очистка
   Разложение следов примесей на безопасные компоненты с использованием платиновых или палладиевых катализаторов.

4. Ионообменная фильтрация
   Финальная доводка до чистоты 99,9999%.

Применение в микроэлектронике

Высокочистый аммиак используется в производстве:

• Полупроводников (создание нитрида галлия (GaN) для чипов);

• Светодиодов и дисплеев;

• Солнечных панелей.

Требования к качеству газа крайне высоки: даже микроскопические примеси могут привести к дефектам в конечном продукте.

Контроль качества

Чистота аммиака 6.0 подтверждается спектрометрией и хроматографией. Гарантируются минимальные уровни примесей (H₂O < 0,1 ppm, O₂ < 0,1 ppm, CO₂ < 0,1 ppm).

Итоговая эффективность зависит от качества сырья, состояния оборудования и соблюдения технологических параметров. Газ токсичен для человека, поэтому максимальная допустимая концентрация на производстве: 20 мг/м³ в воздухе. Разовая — 0,2 мг/м³. Если превысить эти значения, то появится характерный запах.