清洗与湿法腐蚀

湿法烟气脱硫装置腐蚀与防腐探讨

浙能发电公司 田斌

摘 要：介绍了石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺原理,结合湿法烟气脱硫腐蚀的基本机理,对脱硫装置腐蚀环境进行分析，提出合理可行的防腐对策,并对国内湿法烟气脱硫工艺的发展趋势进行探讨。

关键词：湿法脱硫；腐蚀环境 ；防腐对策；发展趋势

1．引言：

烟气脱硫系统已是我国新建火力发电机组要求必须具有的环保装置，而石灰石－石膏湿法烟气脱硫是目前世界上技术最成熟、适合我国国情且国内应用最多的高效脱硫工艺，但在实际应用中如果不能针对湿法脱硫烟气中，含有粉尘、SO2、HF、HCl、NOx、水蒸气、H2SO3、H2SO4等复杂的组分，酸碱交替，冷热交替，干湿交替，腐蚀与磨损并存，脱硫设备承受着多种多样的物理、化学、温度和机械负荷，特别是液相成分的SO32-、SO42-、F-、Cl-对设备材料的强烈腐蚀等复杂的脱硫腐蚀环境，从多方面采取合理的防腐对策，将达不到预期的防腐效果，带来一系列脱硫系统投用后的棘手问题，最终影响脱硫系统的投用率和脱硫效率。

2．石灰石－石膏湿法脱硫工艺及原理：

从电除尘器出来大约130℃左右的高温烟气通过BUF(增压风机)进入GGH(换热器)，烟气被冷却到80℃左右进入吸收塔，与石灰石浆液进行气液相的喷淋混合。浆液中的部分水份被蒸发掉，烟气得到进一步冷却（60℃左右）。烟气经吸收塔内循环石灰石浆液的洗涤，可将烟气中95%以上的硫脱除。同时还能将烟气中近100%的氯化氢除去。在吸收塔的顶部（或侧部），烟气穿过两级Me（除雾器），除去大部分悬浮水滴（除雾后液滴含量小于75 mg/Nm3）。

离开吸收塔以后，在进入烟囱之前，烟气再次穿过GGH，进行升温到80℃以上。吸收塔出口温度一般为50-70℃，烟囱的最低气体温度在国外常常以排放标准规定下来。如德国规定最低为75℃，在我国目前暂无具体规定，一般烟囱出口的最低气温为80℃左右。大部分FGD都配备有旁路挡板（正常情况下处于关闭状态）。在紧急情况下（如原烟气温度达到160℃或浆液循环泵全停等）或机组启动时，旁路挡板打开，以使烟气绕过FGD，直接排入烟囱。

电子行业电子级硫酸

简介

电子级硫酸（Electronic Grade Sulfuric Acid）是一种高纯度的化学品，广泛应用于电子行业中。其主要用途包括清洗、刻蚀、湿法腐蚀等。

特点

1. 高纯度：电子级硫酸通常具有极高的纯度，不含大部分杂质。 2. 低离子含量：硫酸中离子杂质的含量非常低，可以满足电子器件的高要求。

3. 低金属离子含量：电子级硫酸中金属离子含量也非常低，以避免对电子器件产生污染。

4. 低有机物含量：为保证在电子制造过程中的高度纯净，电子级硫酸中的有机物含量也要尽量低。 应用领域

清洗

电子级硫酸在电子器件生产过程中起到清洁的作用。由于它的高纯度和低离子、金属离子、有机物含量，可以有效清除电子元件表面的污垢，保证元件质量和稳定性。

刻蚀

电子级硫酸在制造半导体和集成电路（IC）的过程中起到刻蚀的作用。它可以与电子元件上的特定材料发生反应，使其表面产生可控的刻蚀。在这一过程中，电子级硫酸的高纯度和低离子、金属离子、有机物含量是确保刻蚀精确、不产生不良影响的关键。

湿法腐蚀

电子级硫酸还用于湿法腐蚀，尤其在制造电容器和电阻器时。它可以与特定材料反应，去除不需要的部分，并实现精确的腐蚀过程。高纯度的电子级硫酸可以保证腐蚀的准确性和可控性。 生产工艺

通常，电子级硫酸是通过硫矿石的炼制过程中得到的。下面是电子级硫酸的主要生产工艺：

1. 矿石选矿：首先从硫矿石中提取硫酸盐。

2. 氧化反应：将提取的硫酸盐氧化为亚硫酸盐。

3. 氧化反应的化学反应方程式：SO3 + H2O

→ H2SO4。

4. 精制和纯化：通过对亚硫酸盐进行精制和纯化，得到高纯度的电子级硫酸。 质量与测试

为了确保电子级硫酸的质量，通常需要进行各项测试和质量控制。以下是一些常见的测试方法：

1. 电导率：测试电子级硫酸的电导率，以确定其离子含量。

2. 金属离子含量：使用光谱分析等技术，测试电子级硫酸中金属离子的含量。

湿法清洗及湿法腐蚀

目 录

一：简介

二：基本概念

三：湿法清洗

四：湿法腐蚀

五：湿法去胶

六：在线湿法设备及湿法腐蚀异常简介

七．常见工艺要求和异常

一：简 介

众所周知，湿法腐蚀和湿法清洗在很早以前就已在半导体生产上被广泛接受

和使用，许多湿法工艺显示了其优越的性能。伴随IC集成度的提高,硅片表面的洁

净度对于获得IC器件高性能和高成品率至关重要, 硅片清洗也显得尤为重要.湿法

腐蚀是一种半导体生产中实现图形转移的工艺,由于其高产出,低成本,高可靠性以

及有很高的选择比仍被广泛应用.

二 基本概念

腐蚀是微电子生产中使用实现图形转移的一种工艺，其目标是精确的去除不被ＭＡＳＫ覆盖　

的材料，如图１：　

图 １　

腐蚀工艺的基本概念　：　

　ETCH RATE (E/R) ------腐蚀速率：是指所定义的膜被去除的速率或去除率，通常用Um/MIN，A/MIN

为单位来表示。 E/R UNIFORMITY------ 腐蚀速率均匀性,通常用三种不同方式来表示:

UNIFORMITY ACROSS THE WAFER

WAFER TO WAFER

LOT TO LOT

腐蚀速率均匀性计算UNIFORMITY=（ERHIGH - ERLOW）/（ERHIGH + ERLOW）*100%

SELECTIVITY-------选择比是指两种膜的腐蚀速率之比,其计算公式如下:

SEL A/B= （E/R A）/（E/R B）

选择比反映腐蚀过程中对另一种材料（光刻胶或衬底）的影响，在腐蚀工艺中必须特别注

意SEL，这是实现腐蚀工艺的首要条件。

Good selectivity Poor selectivity (Undercut) ISOTROPY-------各向同性：腐蚀时在各个方向上具有相同的腐蚀速率；如湿法腐蚀就是各向同性

腐蚀。具体如下图：

ISOTROPY SIN PR PR

SIN

SIO2 SIO2

腐蚀工艺教程（湿法清洗部分）

一、什么是半导体？

半导体是介于导体和绝缘体之间的物质，它的电阻率在10-3~109范围内。自然界中属于半导体的物质很多，用于制造半导体的材料主要是硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）。

纯净的半导体电阻率很高，几乎不导电。但在特定的条件下，如光照、掺杂等，它的电阻率可以降到几十欧姆甚至更低，并且随掺入的杂质不同呈不同的导电特性。我们分别称之为P（空穴导电）型半导体和N（电子导电）型半导体。P型半导体和N型半导体相接触时，在接触面就形成了PN结。PN结具有正向导通反向截止的特性，利用它可以制得常用的二极管。

在集成电路制造中，常用的衬底材料是硅单晶片，根据圆片加工过程中硅单晶切割的晶格方向的不同，可把它分为<100>和<111>等晶向。在mos集成电路制造中，选用的是<100>晶向的圆片。

二、 什么是集成电路？

不同导电类型的半导体组合在一起，可以做成二极管、三极管、电容、电阻，如果把这些元件做在同一块芯片上，完成一定的电路功能，就称之为集成电路。

集成电路可分为双极集成电路和MOS集成电路，MOS集成电路又可分为nMOS集成电路、pMOS集成电路和CMOS集成电路。

三、集成电路中的常用薄膜。

多晶硅

常用在MOS器件中作为栅电极。也可用于高电阻的电阻器，及局部电路的短连线

二氧化硅

集成电路中使用的二氧化硅膜可分为热二氧化硅和CVD淀积二氧化硅两类。在MOS集成电路中，它有以下几种用途：作为对付掺杂剂注入或扩散进硅的掩膜，提供表面钝化，使器件一部分与一部分隔离，作为MOS器件的一个组成部分（如栅介质），作为金属步线之间的电绝缘。

氮化硅

能阻挡钠离子的扩散，几乎不透潮气并具有很低的氧化速率。用低压CVD（LPCVD）方法淀积的氮化硅膜，主要用作平面工艺的氧化掩膜；用等离子淀积（PECVD）的氮化硅膜，能在较低温度下生成，可作为钝化保护层。

Al-Si-Cu