超纯物质

更新时间:2023-07-16 22:04

超纯物质,含杂质低于百万分之几的物质。高科技产品常要求能提供超纯物质。

应用

如微电子、半导体工业,要制备高性能半导体器件或超大规模集成电路器件,要求提供纯度非常高的金属或元素,如锗、铟、镓、硅,纯度达99.999%以上,作为半导体材料;制备大规模集成电路,要求有超纯气体、超纯水和其他化学品。使用的超纯气体达多种,纯度达99.999 9%以上,每升气体中粒径大于0.5微米的尘粒数应少于3个。

不同的产品要求的气体不同。如氩–氮混合气用于电光源中钨丝的还原;氙–氖或氩–氦混合气用于霓虹灯充气。用于芯片加工保护、掺杂、刻蚀、离子注入等工序的气体或混合物达300多个品种。随着刻画芯片的线条宽度愈窄,要求药品的纯度愈高。制集成度为1兆巴的集成电路,允许水中微粒的粒径小于0.1微米。在原子能工业中,核燃料、反应堆的核材料要求纯度也很高,其中含吸收中子的材料的浓度也很低。如作为核燃料棒包壳的金属锆,含铪的浓度应很低。

对生物的基因工程产品,特别是医疗用酶和药品,要求达到色谱纯或电泳纯,即利用色谱法或电泳进行分析只能出现单个峰。对注射用的抗生素要求不含有热原物质,它是一种分子量很高的糖蛋白,虽然含量少到用色谱也分析不出来,但能使人发烧并发生危险。为了制备超纯物质,多年来发展了许多化工高技术。

如制备超纯硅,从20世纪50年代发展了区域熔融法,至今还在采用。生产超纯气体、水和药剂,多采用吸附、吸收、低温精馏、膜过滤等单元操作,以及光分解、催化分解等反应过程。随着高科技的发展,对超纯物质将提出更多、更高的要求,有待化工发展更新的技术去满足。

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