微电子化学 第三章课件

1、洁净室技术起步阶段20世纪40-50年代，大量电子仪器失灵洁净室技术发展阶段60年代，宇航技术对电子元件的要求洁净室技术加速阶段70年代，集成电路大生产洁净室技术高峰阶段80年代，超大规模集成电路发展第三章 微电子技术中的环境净化发展过程3.1 厂房洁净技术基础3.1.1 空气洁净度级别空气洁净度：洁净环境中空气含尘（微粒）量多少的程度。空气洁净度级别：每立方米空气中的最大允许颗粒数。一、概念二、国外洁净室标准和级别概况含尘浓度高则洁净度低，含尘浓度低则洁净度高。1、美国空军技术条令203 世界上第一个洁净度标准。1961年3月问世。美国联邦标准的基石。2、美国联邦标准 FS209 1963年

2、12月问世。 0.5m 5.0m洁净度级别Clean class 尘埃最允许数/平方米Maximum permit quantity of particles per cubic metre 0.5um 5um10 3510 100 351001000 35100025010000 35100002500100000 3510000025000表3-1美国联邦标准（USA Federal Standard）209E（1992年）3、中国国家标准参照美国联邦标准和当时欧共体 的标准而制定3.1.2 污染源（微尘和细菌）对于洁净空间的污染源，主要讨论微尘和细菌两大类颗粒。洁净度级别Clean cl

3、ass 尘埃最允许数/平方米Maximum permit quantity of particles per cubic metre 0.5um 5um10 3510 100 351001000 35100025010000 35100002500100000 3510000025000表3-1美国联邦标准（USA Federal Standard）209E（1992年）二、大气尘浓度（空气含尘量）在洁净室技术中，最常用的是以单位体积空气中含粒径0.5m的微粒的最大允许粒数来确定空气洁净级别。表 国外几种典型地区大气尘计数浓度地区含尘浓度(粒/L)（0.5m）地区含尘浓度(粒/L)（0.5m）

4、农村3104清洁地区3.5104大城市12.5104洁净室设计用17.5104工业中心25104特别干净0.19104污染地区177104特别污染56104普通地区17.7104由于大气尘浓度值的大小直接影响人体健康，所以各国都有自己的大气尘计重标准。很多国家都把0.2或0.15mg/m3看成污染的浓度极限。二、大气尘浓度（空气含尘量）质量浓度：单位体积空气中含有的灰尘质量，kg/m3计数浓度：单位体积空气中含有的灰尘颗粒数， 粒/m3或 粒/L粒径颗粒浓度：单位体积空气中所含的某一粒径范围内的灰尘颗粒数，粒/m3或 粒/L 一般洁净室的洁净度采用计数浓度 三、大气尘的粒径分布 微粒的大小通常

5、以粒径表示。但是微粒特别是灰尘粒子并不都具有规则的外形。“粒径”的意义通常是指通过微粒内部的某一个长度量纲。(1)定向直径dF ;(2)定向面积等分直径dM ;(3)投影圆直径dH 。例：显微镜观测法用显微镜测定时,可采用以下3种方法表示, 因此，通常所称微粒的“粒径”并不是真正意义的微粒直径。四、大气菌的浓度大气菌：有生命的微粒污染微生物包括：细菌、菌类、病毒、原生虫类和藻类和洁净室技术有关细菌的等价直径：一群带菌微粒通过过滤器时，细菌的过滤效率和某粒径的微粒的效率一样，这一粒径就是这群带菌微粒的等价直径。细菌的等价直径一般可取环境 无菌室（洁净室）普通手术室室外等价直径m15612520细

6、菌不能单独存在，它一般附着在尘粒表面，形成有生 命的微粒洁净室内的污染物来自以下几个方面：五、内部污染源（1）操作人员散发尘、菌；（2）室内表面的产尘；（3）生产设备及生产过程中的产尘；（4）大气中的污染物对室内的污染。发尘量1）操作人员的发尘量，与洁净工作服的款式、面料及 动作有关。 棉质面料的发尘量最大，的确良面料次之，去静电纯涤纶、尼龙面料发尘量最小。 大挂型款式发尘量最大，上下分装型款式次之，全罩型款式发尘量最小。操作人员活动时的发尘量是静止时发尘量的37倍。服装的发尘量还与洗涤方式有关。用溶剂洗涤的发尘量为采用一般水清洗的五分之一。 4）大气中的污染物对室内的污染 可采用密闭及正压的

7、控制措施，防止其直接污染洁净室；对新风采用粗效、中效及亚高效三级过滤措施防止大气中的污染物间接污染洁净室。人是洁净室内最大的污染源。 随着生产工艺的改进，以机械手、机器人代替人的操作，使室内总产尘量不断下降，将有利于洁净室洁净度级别的提高。 表 服装发尘量 单位：个/（min人） 衣服动作 粒径 普通工作服0.5m/（106）白色尼龙洁净工作服0.5m/（106）全套型洁净工作服0.5m/（106）手术内衣0.5m/（106）棉手术衣0.5m/（106）无纺布手术衣0.5m/（106）静止状态站 着坐 着0.3390.3020.1130.1120.0060.007动作状态手腕上下运动腕自由运动

8、上体前屈头上下左右运动上体扭转屈身起立坐下坐下坐下（腕、手、头、躯体轻动）踏步（90步/min）2.982.242.240.3610.8503.122.920.30.2980.540.1510.2670.6051.010.0190.0210.0240.0110.0150.0370.05627.97.638.280.2244.5610.315.30.2151.034.6312.533.98.730.5435.8826.131.70.5114.024.01.533.327.150.2551.178.655.920.7490.614.33动作平均2.140.450.026815.793.37动静比6

9、.6844发菌量据文献对国外实验资料的分析得出如下发菌量数据：1）洁净室内当工作人员穿无菌服时静止时的发菌量一般为：10-300个（min.人）躯体一般活动时的发菌量为：150-1000个（min.人）快步行走时的发菌量为：900-2500个（min.人）2） 咳嗽一次发菌量一般为：70-700个（min.人） 喷嚏一次发菌量一般为：4000-60000个（min.人）3） 穿平常衣服时的发菌量为：3300-62000个（min.人） 洁净室内穿无菌衣人员的静态发菌量一般不超过300个（min.人），动态发菌量一般不超过1000个（min.人）4） 有口罩发菌量无口罩发菌量 (17)(114)

10、5） 发菌量：发尘量 （1500）（11000）6） 据国人实测，手术中人员发菌量为878个（min.人）把固态或液态的微粒从气流中分离出来，一般有4种方法：3.1.3 污染微粒的过滤清除从空气洁净技术角度看，室内空气中微粒浓度相对较低，微粒尺寸很小，而且要确保末级过滤效果，机械分离;电力分离;洗涤分离;过滤分离。所以主要采用带有阻隔性质的过滤分离来消除气流中的微粒，其次是电力分离的办法。一、基本过滤过程1、过滤器分类:表面过滤器深层过滤器阻隔性质的微粒过滤器按微粒被捕集的位置可以分为两大类 2) 深层过滤器填充率为：高填充率;低填充率(又称为低空隙率和高空隙率)。微粒的捕集发生在表面积层内高

11、填充率过滤： 填充层具有活性炭层、各种厚度滤纸层、多孔质的滤材滤膜等，所形成的微细孔滤膜相当于毛细管的作用，具有表面捕集和微细孔内部捕集，但主要是后者起作用,微孔滤膜过滤器具有很高的效率，比纤维过滤器可靠，主要用于气体净化中无尘无菌的末级过滤低填充率过滤器： 包括纤维填充层、无纺布和滤纸的过滤器，虽然这类过滤器内部纤维配置也很复杂，但由于空隙率较大, 过滤器阻力较小，效率很高，具有极好的使用价值，特别在空气洁净技术领域应用极广，所以受到重视。 将杂质直接截留在材料表面易造成滤袋表面堵塞即较大的颗粒杂质被截留在纤维表面，而细微颗粒则被捕捉于滤材深层中纤维组织疏松，高空隙率增加了杂质的容截量2、过

12、滤过程的两大阶段过滤材料的性质、被过滤微粒的性质以及他们相互间的作用，对过滤过程均有极其重要的影响。过滤过程可归结为2个阶段。1)稳定阶段在这个阶段，过滤器对微粒的捕集效率和阻力是不随时间而改变的，而是由过滤器的固有结构、微粒的性质和气流的特点决定。在这个阶段里，过滤器结构由于微粒沉积等原因而引起的厚度上的变化是很小的。对于过滤微粒浓度很低的气流，如在空气洁净技术中过滤室内空气，稳定阶段对于过滤器非常重要。2) 非稳定阶段在非稳定阶段，捕集效率和阻力不取决于微粒的性能，而是随时间的变化而变化。主要是随着微粒的沉积、气体的侵蚀、水蒸气的影响而变化。尽管非稳定阶段与稳定阶段相比要长得多，且对一般工

13、业用过滤器有决定意义，但是在空气洁净技术中的高效空气过滤器则意义不大。 2)惯性效应微粒因自身惯性脱离气体流体撞击滤料而沉积下来。随尘粒质量、过滤风速的增加而增大。3) 扩散效应由于气体分子热运动，微粒越小，布朗运动越显著。对常温下0.1m的微粒每秒钟扩散距离达17m，比纤维间距离大几倍至几十倍，这就使微粒有更大的机会与纤维接触，并附着在纤维上。微粒越小，过滤速度越低，扩散效应就越显著。0.3m非常微弱。4)重力效应微粒通过纤维层时，在重力作用下，发生脱离气流流线的位移而沉降在纤维表面上对于5m时存在，粒径小于0.5m的微粒的过滤，重力沉降完全可以忽略。上述各种作用效应,对某种微粒的捕集,可能

14、是由于上述5种机理的共同作用,也可能是由于其中某一种或几种过滤机理起主要作用,这主要是由微粒的粒径、纤维直径、纤维层的填充率和气流速度等条件决定的。 空气过滤则是应用微粒捕集技术将各种微粒（有生命和无生命的微粒）捕集下来，以满足室内卫生标准、生产工艺对空气质量的要求以及洁净间、无菌室等特殊要求。 三、空气过滤器根据国家标准，空气过滤器按其过滤效率分为初（粗）效、中效、亚高效、高效和超高效（0.1m）5种类型。1、过滤器的分类 其中高效过滤器又细分为A，B，C，D四类。从粗效到亚高效统称为一般空气过滤器。工程中常见得有粗效、中效和高效。表2-6 过滤器的分类类别额定风量下的效率（）20额定风量下

15、的效率（）额定风量下的初阻力（Pa）注粗效中效高中效亚高效 粒径5m，8020粒径1m，7020粒径1m，9970粒径05m，99.995 5080100120 效率为大气尘计数效率 高效A高效B高效C高效D999999999999粒径01m ， 99999999999999粒径01m ， 99999190220250280A，B，C三类效率为钠焰法效率；D类效率为计数效率；C、D类出厂要检漏1）粗效过滤器：用于首道过滤器 粗效过滤器适用于一般的空调系统，对尘粒较大的灰尘（除掉5m以上的沉降性尘粒和各种异物）可以有效过滤。在空气净化系统中，一般作为作预过滤器以保护中效、高效过滤器，空调系统中作

16、进风过滤器用2）中效过滤器：一般系统的最后过滤器和高效过滤器的预过滤 器， 它的效率即以过滤1m为准。作中间或末端过滤器。3）高中效过滤器：一般净化程度的系统的末端过滤器，或用于 保护高效过滤器而用作中间过滤器， 15m的悬性微粒， 它的效率也以过滤1m为准。5）高效过滤器： 高效过滤器主要用于洁净室、洁净厂房的终 端空气过滤。以实现0.5m的各洁净度级别为目的， 但 其效率习惯以过滤0.3m为准。若以过滤0.1m为准， 习惯称为超高效过滤器。 4）亚高效过滤器：它既可以作为洁净室末端过滤器使用，达到 一定的空气洁净度级别;也可以用作高效过滤器的预过滤器, 截留1m以下的亚微米级的微粒，进一步

17、提高和确保送风 的洁净度;同时还可以作为新风的末级过滤,以提高新风品质。 过滤效率应以过滤0.5m的微粒为准在空气净化系统中，一般采用由粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器（或亚高效过滤器）组成的三级过滤方式。粗（初）效过滤器：主要用以阻挡新风所携带的10m以上的沉降性微粒和各种异物进入系统。中效过滤器：主要用以阻挡110m的悬浮性微粒，以免其在高效过滤器表面沉降而很快将高效过滤器堵塞。高效过滤器（亚高效过滤器）：主要用以过滤送风中含量最多、用粗效过滤器和中效过滤器都不能或很难过滤掉的1m以下的亚微米级微粒，以控制送风系统关键的最后部位。国际上通常把末端空气过滤器分为高效空气过滤器(High E

18、fficiency Particulate air Filter,HEPA)和超低穿透率空气过滤器(Ultra Low Penetrating Air Filter,ULPA)2大类。通常将粒径不小于0.12m,效率99.9995以上的称为超低穿透率空气过滤器。 2、 空气过滤器的形式粗（初）效空气过滤器：平板式、袋式、自动卷绕式、油浸式中效空气过滤器：平板式、袋式、自动卷绕式、分隔板式、静电式自动卷绕式空气过滤器以无纺布卷材为滤材，以过滤器前后压差为传感信号而进行自动、连续更换滤料的一种初效、中效空气过滤器，适用于大风量进风系统。高效过滤器（亚高效过滤器）：按结构分有隔板和无隔板两类评价任何

19、过滤器，最重要的特性指标有四项：3、 过滤器的特性指标面速和滤速、效率、阻力、容尘量。一、面速和滤速面速是指过滤器断面上通过气流的速度，以m/s表示。式中：Q风量（m3/h） F过滤器截面积即迎风面积（）面速反映过滤器的通过能力和安装面积。采用过滤器的面速越大，安装过滤器所需的面积越小。滤速是指滤料面积上的通过气流的速度，以cm/s、 L/2min表示。式中：f 滤料净面积（即去除粘结等占去的面积），m2。滤速反映滤料的通过能力，特别是反映滤料的过滤性能。种类 粗效过滤器中效过滤器亚高效过滤器高效过滤器滤速量级m/sdm/s57cm/s23cm/s表 过滤器滤数范围二、效率被过滤器除去的大气尘

20、含量与过滤器进口大气尘含量比值的百分数称为过滤器效率。过滤器利用的滤速越低，越可获取较高的过滤效率。表示空气净化效果的重要技术指标，可用效率、穿透率和净化系数来表示。常用过滤器进出口气流中的尘粒浓度表示计数效率N1、N2 过滤器进出口气流中尘粒浓度，粒/L在过滤性能试验中，往往用透过率k来表示效率， 表示效率的方法有计重效率、计数效率等 过滤器的串联效率:净化空调工程中，为了满足不同净化要求，不同的过滤器串联，若已知各级过滤器的过滤器效率为 , , , 则串联后的总净化效率可表示为： 过滤器阻力由两部分组成：滤料的阻力，过滤器结构的阻力。三、阻力滤料阻力常用下式表示为： 式中: A结构系数，与

21、纤维层结构特性有关; v滤速。过滤器结构阻力可表示为:式中：B 过滤器结构阻力系数； u 过滤器的迎面风速； n 无量纲指数,由试验确定。过滤器的全阻力为： 过滤器容尘量是和使用期限有直接关系的指标。四、容尘量在额定风量下，过滤器的阻力达到终阻力时，其所容纳的尘粒总质量称为该过滤器的容尘量。通常将运行中的过滤器的终阻力达到其初阻力2倍(或其他倍数)的数值时,或效率下降到初始效率的85%以下时(一般对预过滤器来说)过滤器上的积尘量,作为该过滤器的标准容尘量(简称容尘量)。 对于风量为1000m3/h时,折叠式无纺布过滤器的容尘量为100g左右,玻璃纤维过滤器为250350g,高效过滤器为4005

22、00g。即使同类过滤器,若尺寸不同,容尘量也不同。 以达到额定容尘量的时间作为过滤器的使用寿命T。五、过滤器使用寿命式中：P 过滤器的容尘量，d N1 过滤器进口气流中的含尘浓度，mg/m3； Q 过滤器的风量m3/h 过滤器的过滤效率，%。 t 过滤器一天的工作时间，h；（1）微粒尺寸的影响（2）微粒种类的影响（固、液 ）（3）微粒形状的影响 （圆度，）（4）过滤速度的影响（最大穿透滤速）（v，C）（5）滤料填充率的影响（a，）（6）气体T的影响（t，C）（7）气体 湿度的影响（， ）（8）气体压力的影响（P，）（9）集尘量的影响（集尘，C）六、影响效率因素主要因素有：微粒直径；纤维粗细；过

23、滤速度；填充率。微粒尺寸的影响多分散性微粒通过空气过滤器时由于各种效应的作用，粒径较小的微粒在扩散效应作用下，在滤材上沉积。 与微粒的粒径有关的效率曲线就有一个最低点，此点的总效率最低或穿透率最大当粒径由小到大时，扩散效率逐渐下降，拦截、惯性效率逐渐增大；粒径较大的微粒在拦截和惯性效应的作用下在纤维上沉积。最大透过粒径MPPS（ Most Penetrating Particle Size ） 纤维粗细的影响对于不同性质的微粒、不同的纤维滤层、不同的过滤速度，最低效率粒径是变化的最大透过粒径MPPS在大多数情况下，纤维过滤器的最大穿透粒径为0.10.4 m 。 （MPPS）是一个十分重要的性能

24、参数，得到了MPPS效率的数据，并使过滤器具有保证这点粒径的捕集效率，则对其余粒径的微粒就能可靠地捕集了。 较小的纤维直径具有较高的捕集效率，所以在选择滤料时一般都希望选用较细的纤维。但由于纤维直径越细，通过纤维滤层的气流阻力越大，这是需要慎重考虑的。每一种过滤器具有最大穿透粒径，同样每一种过滤器也有自身的最大穿透滤速。过滤速度的影响 一般随着过滤速度的增大，扩散效率下降，惯性和惯性效率增大，总效率则先下降，随后上升。滤速在2 cm/s时，过滤效率将会提高近一个数量级，但是过滤器的过滤面积则需增大1倍或流过的风量需减少一半。过滤器纤维层填充率的影响 若增大纤维滤料的填充率，则纤维层的密实度随之

25、增大，风淋传递窗流过的气流速度将会提高，扩散效率下降，惯性和拦截效率增加，总效率得到提高， 但过滤器阻力降增大，一般不采用增大填充率来提高过滤效率。七、我国过滤器的分类过滤器效率、阻力性能指标性能规定风量下的效率（%）规定风量下的初阻力（Pa）粒径（m）大气尘计数效率粗效过滤器5.0802050中效过滤器1.0702080高中效过滤器1.09970100亚高效过滤器0.599.995120半导体材料与器件生产过程中，必须用高纯气体作为保护气、反应气和携带气等，其质量会直接影响半导体材料、分立器件与集成电路的性能、可靠性和成品率。 3.2 高纯气体制备机理一、 气体的纯度及其表示方法气体的纯度：

26、表示方法：1. 用百分数表示 2. 用N表示，99%，99.5%，99.9%，99.99%，99.999%3N ，4.8N ，5N ， 5.5N ，6N， 7N4N99.99%，4.8N 99.998%5.5N99.9995%3. 按气体纯度的不同，分为四级：普通气体、纯气体、高纯气体、超高纯气体气体等级纯度要求器件生产工艺上的应用普通气体99.9%一般器件纯气体99.9999.999%晶体管、晶闸管等高纯气体99.99999.9999%大规模集成电路和特殊器件超高纯气体99.9999%超大规模集成电路和特大规模集成电路气体纯度等级和器件生产上的应用 二 气体中的杂质（钢瓶中的压缩气或液化气所

27、含杂质）无机物杂质：气态、液态和固态氮气中杂质：O2、H2、Ar、N2O、CO、CO2、 CH4、C2H2、C2H4氧气中杂质：N2、Ar、CO、CO2、CH4、C2H2氢气中杂质：N2、Ar、CO、CO2、CH4、 C2H2、C2H4从杂质性质方面考虑，气态杂质分为三类：氧化性杂质：O2、CO2、H2O还原性杂质：H2、CO、CnH2n惰性杂质：N2、Ar、He气态杂质：固态杂质：气体中含有的尘埃和金属微粒一般钢瓶中充装的氧气或氢气，含有直径大于0.3 m的尘埃微粒，每升就有11402650个，而压缩空气含尘埃量高达每升6105个气体中含有极微量的金属杂质（测量工艺较复杂）液态杂质：几乎所有

28、气体中都含有不同数量的H2O，液化气和压缩气中较高 三、集成电路对气体纯度的要求1. 气体中微粒杂质对集成电路的影响含百万分之一的碳氢化合物或氧的杂质-芯片造成凹陷，影响后工序生产的质量。 含十亿万分之一的贵金属杂质-生成沉积物，电路性能改变从多晶硅制备到退火工艺，到集成电路制作的整个过程 有源电路组件之间很小的距离会增大杂质的影响，降低成品率随着超大规模和超高速集成电路技术的出现，需要微米和亚微米电路结构，气体中微量杂质造成的影响更加明显，往往使得成品率显著下降。因此，需要有极高纯的气体，将气体内杂质总含量限制于10-6或更少。2. 集成电路生产对气体纯度的要求集成电路生产对气体纯度的要求一

29、般要求气体中颗粒容许粒径大小为电路设计最小线宽的1/10以下表 不同年代生产DRAM电路的集成度与线宽和粒子尺寸的关系年份1980198319861989199219951999集成度64k256k1M4M16M64M256M最细线宽m3210.80.50.30.2尘粒直径m0.30.20.10.080.050.030.02尘粒数（个/L）0.350.350.350.350.350.35 2HH H+e由于钯的晶格常数 0.338nm，而氢离子半径为1.510-6nm，H+H H2H+e H将氢气通入钯管，在钯的催化作用下，氢分子在钯合金膜表面被分解为氢原子，再进一步电离为氢离子，即并以H+的

30、形式渗透过钯合金膜，然后再与电子结合为氢原子，氢原子再结合为氢分子。即钯合金膜只允许氢透过，而其他气体分子几乎不能通过。氢气经钯合金提纯能获得8N的超纯氢。氧杂质在钯合金催化作用下，与氢化合成水而留在钯管的一侧。2. 钯和钯合金 （1）纯钯管 钯的结晶温度400500，恰是氢扩散净化温度，再结晶后晶粒长大，晶体易受腐蚀，并引起变形和脆化断裂，导致寿命缩短。 氢的渗透速度随着钯管两端的压差和温度的升高而增加，但钯的抗拉强度随温度升高而降低。纯金属钯在高温下容易氧化，在310下能发生相变，引起钯的脆化和断裂。（2）钯合金管 在纯钯中添加IB族元素可以限制钯的相变。 钯-银（Pd-Ag ）二元合金

31、Ag23% Pd77% 在给定工作条件下，氢的扩散速率很大，加Ag后不影响钯的选择性和可透性。 Pd-B-三元合金（B 为Cu、Ag、Au，为第八族元素），性能更好，可延长使用寿命。3. 钯合金管种类高压外热式钯管氢气净化装置低压内热式钯管氢气净化装置4. 钯合金管使用注意事项使用前先预热，钯合金膜在低于380 时容易发生变质， 当升温至450 时再通入氢气。使用结束，先把系统中的氢气排净，保持1.3313.33Pa的真空状态，然后进行降温。 目的是防止S、Cl2、CO2和空气等物质侵蚀，延长其寿命。待纯化的氢纯度要求在99.5%以上，其中O2量不能高于0.2%。O2量高，在和O2化合反应时局

32、部高温将钯膜融化。O2量高时，可先让氢通过105催化剂脱氧，然后再将氢通入钯合金管净化系统。一般钯合金管的工作温度在300400 ， 温度不高于500以防钯膜退火，造成耐压水平下降或损坏。原氢纯度低，可能含有S、As、Hg、Cl和油脂等杂质，这些物质易引起钯膜中毒，甚至造成钯膜破坏。S和油脂中毒，可以再生：450 下，通空气将硫和油脂燃烧去除，抽真空排除。As、Hg和Cl中毒，不能再生。原进气压力不超过0.8MPa的情况下，一般氢气的纯化速率为1.5m3/h左右，二、 储氢合金瓶 1. 储氢材料通常条件下能可逆地大量吸收和放出氢气的合金。吸氢是指储氢材料与气体氢发生反应，通过相变形成金属氢化物

33、的过程。吸氢可以分为三个步骤：氢分子在合金表面分解为氢原子氢原子向内部扩散形成金属氢化物相这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气。氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。稀土系、钛系、锆系和镁系的合金：AB5型、AB2型、AB型b.储氢合金瓶制取超纯氢的原理利用储氢合金材料对氢气具有选择吸收性，而对于氢气中的气态杂质气体无吸收的特性，并通过适当方法不断将杂质气体排放掉，

34、最终纯度达99.9999%的高纯氢。c.储氢合金瓶材质及特点体积小，直径110mm，高900mm质量轻，合金质量1718kg储氢量大，3.5m3使用寿命长，1000次以上性能好，制备的纯氢质量高合金材料中毒后，可再生价格便宜而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。 （5） 冷阱a.冷阱装置冷凝器、冷冻剂和容器b.冷阱去水原理原理简单：由于冷冻剂的温度低，当含水汽的气体流过冷阱时，因受冷冻剂的作用，水很快凝结，冷冻而被除去。3.3 超净高纯试剂纯化机理1. 工艺提纯技术蒸馏与精馏亚沸蒸馏等温蒸馏减压蒸馏升华化学处理技术气体吸

35、收技术颗粒控制技术2. 分析测试技术颗粒的分析测试金属杂质的分析测试非金属杂质的分析测试 颗粒的分析测试技术随着IC制作技术的不断发展，,对超净高纯试剂中的颗粒要求越来越严，所需控制的粒径越来越小，从5Lm到1、0.5、0.2Lm及到目前的0.1Lm，因此对颗粒的分析测试技术提出了更高的要求。颗粒的测试技术从早期的显微镜法、库尔特法、光阻挡法发展到目前的激光光散射法。现场颗粒监控体系已经广泛应用于亚微米、深亚微米工艺生产线，检测对象主要有去离子水、工艺化学品分配系统和工艺线中的湿法清洗、刻蚀槽。显微镜的方法最为直接，它是一种绝对的测量光学显微镜的方法是通过人眼直接观察 ,人为因素引起的误差较大

36、；a. 显微镜法电子显微镜的方法是通过电子扫描 ,获取图象 ,结合图象分析技术进行测量。它减少了人为观测误差 ,但它制样要求高、操作复杂且设备昂贵。b. 基于库尔特原理的测量稀释后的被测悬浮液放进电解液中 ,于是这悬浮液颗粒被电场引导通过一小孔 ,此时引起电阻的瞬时变化从而带来电流的变化。库尔特方法是粒度分析的又一经典方法。它不受颗粒材质、结构形貌、折射率以及光学特性的影响 。它的测量速度可达几千颗/秒。从而具有较高的统计可信度。这一方法每次可测的粒子动态范围是小孔直径的 2 %60 %。当要测一个宽分布的样品 ,在保证精度的前提下 ,必须采用多个不同孔径的小孔管传感器才行。这是库尔特方法不方便的地方。随着颗粒的逐个经过小孔 ,将产生一系列的电脉冲。脉冲的大小正比于颗粒的大小 ,同一幅值的脉冲个数反映了对应尺寸粒子的个数 ,从而测量粒子的尺寸以及颗粒数分布。例如 ,一个孔径为 15m 的小孔管传感器 , 可测的粒径动态范围为 0.37m ,因此它能测量的粒子的分布范围较窄。c. 激光散射法（激光光散射型颗粒计数器）激光光散射型颗粒计数器组成进样器、传感器和计数