电子特气基础知识

半导体材料（3）-电子特气电子特种气体又称电子特气，是电子气体的一个分支，相较于传统工业气体，纯度更高，其中一些具有特殊用途。

电子特气下游应用广泛，是集成电路、显示面板、太阳能电池等行业不可或缺的支撑性材料。

生产过程特种气体的主要生产工序包括气体合成、气体纯化、气体混配、气瓶处理、气体充装、气体分析检测。

气体合成是将原料在特定压力、温度、催化剂等条件下，通过化学反应得到气体粗产品。

气体纯化是通过精馏、吸附等方式将粗产品精制成更高纯度的产品。

气体混配是将两种或两种以上有效组分气体按照特定比例混合，得到多组分均匀分布的混合气体。

气瓶处理是根据载气性质及需求的不同，对气瓶内部、内壁表面及外观进行处理的过程，以保证气体存储、运输过程中产品的稳定。

气体充装是指通过压力差将气体充入气瓶等压力容器；气体分析检测即为对气体的成分进行分析、检测的过程。

电子特气分类根据制备方法和应用领域的不同，工业气体可以分为大宗气体和特种气体。

大宗气体包括空分气体(由空气分离得到)和合成气体，该类气体产销量大、对纯度要求低，主要用于化工能源、金属冶炼、机械制造等；特种气体可分为高纯气体、标准气体和电子特种气体。

电子特气的下游应用包括集成电路IC、显示面板(LCD、OLED)、光伏、LED等。

图1.工业气体的分类及应用资料来源：华特气体、浙商证券集成电路制造需经过硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、离子注入等工艺环节，这个过程中需要的高纯特种气体和混合气体的种类超过50种，且每一种气体应用在特定的工艺步骤中。

此外，在显示面板、LED、光伏电池片等器件的制造中的不同工艺环节均会用到多种特种气体。

表1. 电子特气在不同领域的应用资料来源：CNKI、东兴证券根据应用领域，将电子特气细分为刻蚀用气体、CVD 用气体、稀释气体、掺杂用气体、外延用气体、离子注入用气体、发光二极管用气体等。

表2. 电子特气在不同领域的应用资料来源：CNKI、东兴证券市场结构及规模在全球电子特气市场中，半导体所消费的特种气体占总市场的73%，其次是显示面板占比约20%，化合物半导体与LED、光伏则分别占到4%、3%。

Chapter 2:硅烷Silane

系统设计：
MDA 监测泄漏； 使用紫外/红外监视器来检测起火 。 消防喷淋系统； 气源有紧急切断装置； 气源钢瓶之间用耐火隔断板隔开； 气路系统设计要完全独立于其他系统，特别是要同氧化性气体系统完全分开 （GN2）； 钢瓶阀门安装限流器； 安装单向阀。
N/A 9600 11 1380 29
N/A 350
0.3 0.2 0.1 0.05
1250
5
Chapter 1:ESG Basic Knowledge
中毒方式
呼吸 皮肤吸收 消化系统
控制中毒的方法
控制库存 充分通风 正常通风（开放式，自然通风） Emergency（风机或排风扇强制通风） 监测系统 环境监测器 医疗检测 个人防护用具
14
Chapter 1:ESG Basic Knowledge
化学窒息性气体：
定义:
１．能够阻止血液携带氧气；或 ２．能够阻碍氧气从肺部运输到组织器官，或 ３．能够阻止组织器官吸收氧气，尽管血液中含氧丰富． 例如:
• Carbon Monoxide CO • Hydrogen Sulfide H2S • Hydrogen cyanide HCN
力泄放阀为主要保护，爆破片为第二保护．
密闭空间要进行充分通风，特别对于液氧和液氢．
16
Chapter 1:ESG Basic Knowledge 腐蚀性液体：
性质类似于腐蚀性气体，除了蒸汽压力低于15psig 的液体．
例如:
Dichlorosilane SiH2Cl2; DCS
废物处理
6
Chapter 1:ESG Basic Knowledge 腐蚀性气体

9600 11
1380 29
LD50
mg/kg
N/A 350
1250
5
Chapter 1:ESG Basic Knowledge
中毒方式
➢呼吸 ➢皮肤吸收 ➢消化系统
控制中毒的方法
➢控制库存 ➢充分通风
➢正常通风（开放式，自然通风） ➢Emergency（风机或排风扇强制通风） ➢监测系统 ➢环境监测器 ➢医疗检测 ➢个人防护用具
控制方法：
➢ 尽量洁净( 无油，油脂,或有机物 ) ➢ 对氟气应用系统进行金属钝化 ➢ 远离有机物质，尽管有些有机物在空气中不燃烧．
11
Chapter 1:ESG Basic Knowledge
✓压力 ✓毒性 ✓腐蚀性 ✓自燃性 ✓燃烧性 ✓氧化性 ✓窒息性 ✓深冷性
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Chapter 1:ESG Basic Knowledge
3. 物理危害：
压力
•是所有压缩气体及液化气体共有的物理危害性，钢瓶或压力容器可承受15 psig － 6000 psig 的压力. 在失控情况下，突然的压力释放或泄漏会造成人身的伤害或别的破坏．
➢废物处理
6
Chapter 1:ESG Basic Knowledge
✓腐蚀性气体
对人体组织器官的破坏：
➢皮肤 ➢眼睛 ➢呼吸道 ➢组织器官
腐蚀性气体中毒的途径：
➢呼吸 ➢皮肤接触 ➢消化系统
分类：
➢酸性: HCl; HBr; Cl2; BF3; BCl3; SO2 ➢碱性 : NH3
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Chapter 1:ESG Basic Knowledge
特种气体毒性比较表
Gas TLV-TWA
PPM

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电子特气制备工艺流程（大纲）一、电子特气概述1.1电子特气定义及分类1.2电子特气的应用领域1.3电子特气制备的意义二、电子特气制备方法2.1物理制备方法2.1.1蒸馏法2.1.2膜分离法2.1.3吸附法2.1.4冷冻法2.2化学制备方法2.2.1化学合成法2.2.2催化转化法2.2.3电化学反应法2.2.4光化学反应法三、电子特气制备工艺流程3.1原料的选择与处理3.1.1原料的选择3.1.2原料的处理方法3.2制备工艺流程设计3.2.1工艺流程概述3.2.2工艺参数优化3.2.3设备选型与布局3.3电子特气提纯工艺3.3.1物理提纯工艺3.3.2化学提纯工艺3.3.3联合提纯工艺3.4电子特气分析与检测3.4.1分析方法与技术3.4.2检测设备与标准3.4.3质量控制与评价四、电子特气制备过程中的关键问题4.1设备材质与性能4.1.1设备材质选择4.1.2设备性能优化4.2安全生产与环境保护4.2.1安全生产措施4.2.2环境保护措施4.3生产成本与经济效益4.3.1成本分析4.3.2经济效益评估五、电子特气制备发展趋势与展望5.1新型制备技术的研究与应用5.2电子特气市场前景分析5.3电子特气在新兴领域的应用探索5.4绿色环保制备工艺的发展趋势5.5智能制造技术在电子特气制备中的应用前景一、电子特气概述电子特气，顾名思义，是在电子产品生产和半导体制造中使用的一种特殊气体。