中国工业气体工业协会专家、大连光明化工研究设计院总工孙福楠教授在“2008中国工业气体行业发展高峰论坛”上透露,中国最近进口硅烷(SiH4)、四氟化碳(CF4)、砷烷(AsH3)、氦(He)等气体的价格一路上涨,论克出售的气体产品成吨进口,市场出现了有价无货甚至脱销的局面。孙福楠教授指出,缺乏电子气体原料的IC制造业正面临无法正常运转的危险。如果电子气体全部依赖进口的话,将直接影响到我国的电子材料产业安全。大规模集成电路要实现国产化,首先要实现电子气体的国产化。
电子气体依赖进口 制约IC发展
电子气体是IC产业最基本的材料,被称为半导体的粮食、血液。电子气体有上百种,目前国内最稀缺的主要有硅烷、砷烷等。最近几年我国IC产业需要的电子气体数量猛增,但一直依赖进口,导致电子气体成为IC发展的瓶颈。
硅烷是电子气体家族中用途十分广泛的重要气体,同其他硅源化合物相比,因独具许多特性而被优先使用。但硅烷化学活性很强,易燃、有毒,制造难度大,价格昂贵。各国科学家一直试图寻找硅烷替代品,但收效甚微。
我国的硅烷市场需求有几百吨,但只有5吨的生产规模。目前国内市场硅烷价格论克卖,每克2.8元,而订单都是以吨为计量单位。硅烷的制造技术被几个发达国家掌握,其中最有代表性的UCC(美国联合碳化物公司)工艺是目前普遍采用的方法。小松电子法也是一种制造工艺,同UCC法相比,技术相对简单,投资较小,适合小规模的间歇生产,产品纯度指标也不错,完全可以满足太阳能领域对硅烷质量的要求。小松电子法的致命弱点是产量不易提高。
由于砷烷具有剧毒性,造成进口不利,其市场价格已经达到每克10元人民币以上。目前能制造砷烷的国家为数不多。我国有许多厂过去曾开展过砷烷的生产,相信新工艺会对烷类气体技术的突破起到重大推动作用。
超纯、超净、超前是发展方向
气体的质量对芯片制造可谓生死攸关。孙福楠教授透露,超纯、超净、超前是电子气体发展的方向。
国外在提纯方面的终极目标是将硅烷、砷烷的水、氧气脱除到10-9的数量级。如日本、俄罗斯的专利技术是用高度活性的金属同砷烷中的痕量水、氧气反应,达到气体净化的目的。国产硅烷、砷烷所用的原料同国外差别很大,如国产无水液氨含有或积累大量的有机物,易导致电子气体产生杂质。
我国近几年在自动控制、设备加工制造领域的发展进步很快,尤其是低温精馏技术的产业化,对硅烷、砷烷的
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