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电子级与光电子级氨:纯度差异与应用边界

2025-08-21

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半导体和光电子行业生产中,纯净氨气(NH₃)作为氮化硅(Si₃N₄)、氮化镓(GaN)等薄膜材料化学气相沉积(CVD)工艺的重要氮源被广泛使用。依据国家标准GB/T 14601—2009《电子工业用气体氨》,氨产品分为电子级与光电子级两类,两者技术指标有明显不同,这体现了不同用途对气体纯净度的不同要求。

电子级氨的纯净度标准是至少达到99.9995%(按体积算),其他成分如氧气、氮气、一氧化碳以及碳链长度在1到3之间的烃类,其存在量都要小于1百万分之一点零几,水分含量也需控制在3百万分之以下,所有杂质加起来的总量不能超过5百万分之几。这种级别的氨气适合用于普通半导体产品的生产,例如在制造CMOS芯片时,给钝化层加上材料、形成氧化硅氮化膜等步骤,虽然对气体纯净度有很高要求,但可以接受极微量的不纯物质。

光电子级氨意味着要求极为严格,纯度必须达到99.99994%以上,各种杂质含量都有明确限制,含氧量(包括氩气)、含氢量、含一氧化碳量、含烃类量均要小于0.1 ppm,含二氧化碳量也要小于0.1 ppm,含水量则要低于0.2 ppm,所有杂质总和不能超过0.6 ppm。该项准则还界定了十九种金属成分,包括锑、镉、镓、锂、钠等,在气态及液态环境中的高允许量,其中锂、钾、镓这几种金属成分,其含量必须维持在每亿份中低于一仟份以下。

这两种氨的适用范围清晰界定,前者专用于常规半导体制作流程,后者则服务于对金属杂质特别挑剔的高科技产业,诸如高亮度发光二极管、激光二极管以及大功率半导体等制造环节。碱金属成分,包括锂离子、钠离子和钾离子,在电场中容易发生移动,从而造成设备漏电现象加剧和阈值电压发生偏移;而重金属成分,比如铜和镍,则可能产生深能级缺陷,进而干扰电荷载体的使用寿命。

因此,挑选恰当档次的氨气,既是节省开支的需要,也是保障成品合格度和持久稳定性的核心要素。制造厂商须按照工艺特点,严谨依照规范里的分析手段和评估标准,来维持气体品质始终如一,不受影响。


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