close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1815

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1815
(13)
C1
6
(51) B 01D 53/02//
(12)
B 01D 171:20,
B 01D 187:00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 2099
(22) 10.08.1994
(46) 30.12.1997
СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
(71) Заявитель: Минский научно-исследовательский
институт радиоматериалов (BY)
(72) Авторы: Алипчиков С.М., Хамченок М.В.,
Хитько В.И., Щурин В.Н. (BY)
(73) Патентообладатель:
Минский
научно-исследовательский институт радиоматериалов
(BY)
(57)
1. Способ очистки газов путем пропускания их через эвтектический расплав галлий-индий-алюминий,
отличающийся тем, что предварительно в эвтектический расплав вводят избыточное количество металлического алюминия, после чего расплав сначала нагревают до 180-220°C, а затем охлаждают до 30-35°С и при
этой температуре производят очистку.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в эвтектический расплав дополнительно вводят 0,9-1,1% металлического кальция.
(56)
1. Щурин В.Н. и др. Глубокая очистка водорода на модифицированных цеолитах // Высокочистые вещества.
1990, № 5. С.172-174.
2. Shealy J.R.? Woodall J.M. A new technique for gettering oxyden and moisture from gases used in semiconductor processing // Appl Phys, Lett, 1982, V. 41, № 1. P. 88-91.
Изобретение относится к области технологии высокочистых веществ и может быть использовано для
глубокой очистки технологических газов микроэлектроники от кислорода, паров воды и кислых газов.
Известен способ очистки технологических газов от примесей адсорбцией на синтетических цеолитах [1].
Однако данный способ неприменим для очистки гидридных газов и газовых смесей на их основе, широко
используемых в микроэлектронике, ввиду малого различия селективности цеолитов по отношению к основному компоненту (арсин, фосфин, моносилан, диборан) и по отношению к извлекаемым примесям (кислород, пары воды).
Наиболее близким техническим решением (прототип) является способ очистки технологических газов
(водорода, азота, арсина, фосфина) от кислорода и паров воды, включающий барботирование очищаемого
газа через хемосорбент - эвтектический расплав галлий-индий, насыщенный алюминием (100 г галлия, 10 г
индия и 1,8 г алюминия), при комнатной температуре [2]. При барботировании очищаемого газа через расплав алюминий связывает кислород и влагу, а образующийся при этом оксид алюминия флотирует к поверхности расплава. Низкое давление паров индия, галлия, алюминия и оксида алюминия при комнатной
температуре исключает их попадание в очищаемый газ.
При помощи данного способа водород, содержащий 1000 ppm паров воды, может быть очищен до содержания паров воды 1 ppm, что, однако, не удовлетворяет современным требованиям к технологическим
BY 1815 C1
газам, применяемым в микроэлектронике. Данные о содержании паров воды в очищенном газе в зависимости от времени очистки приведены в табл.1.
Снижение эффективности очистки с течением времени обусловлено снижением содержания алюминия в
расплаве по мере его расходования.
Кроме того, оксид алюминия накапливается на поверхности расплава, образуя плотную корку, в результате чего резко возрастает гидравлическое сопротивление расплава и очистка становится неэффективной задолго до полного расходования алюминия в расплаве.
Таблица 1
Содержание паров воды в очищенном водороде, ppm
1,0
1,0
2,5
10,1
71,3
Время с начала очистки, ч
1
10
25
40
70
Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности очистки газов от примесей и увеличение
ресурса хемосорбента.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе очистки газов, включающем их пропускание
через эвтектический расплав галлий-индий-алюминий, в расплав предварительно вводят избыточное количество металлического алюминия, после чего расплав сначала нагревают до 180-220°С, а затем охлаждают до
30-35°С, и при этой температуре производят очистку.
Увеличение ресурса хемосорбента достигается добавлением в расплав 0,9-1,1% металлического кальция.
Сущность изобретения заключается в следующем.
При 1,5-3-кратном избытке алюминия эвтектический расплав содержит твердый алюминий, что позволяет сохранять содержание последнего в расплаве постоянным и обеспечивает высокую эффективность очистки в течение длительного времени.
Повышение температуры процесса очистки до 30-35°С приводит к увеличению скорости реакции связывания примесей алюминием и к увеличению эффективности очистки по сравнению с известным способом.
Вместе с тем при этой температуре не происходит сколько-нибудь заметного загрязнения очищаемого газа
компонентами расплава, продуктами взаимодействия очищаемого газа с компонентами расплава и термического разложения очищаемого газа.
Наличие кальция в расплаве обеспечивает размягчение и разрыхление корки оксида алюминия, образующейся на поверхности расплава в ходе очистки, в результате чего устраняется резкое возрастание гидравлического сопротивления, и очистка остается эффективной до тех пор, пока расплав остается насыщенным
алюминием.
Техническими результатами предложенного способа являются повышение эффективности очистки газов
по сравнению с прототипом в 12-20 раз и увеличение ресурса хемосорбента на 250-270 ч.
Примеры осуществления способа.
Пример 1.
В барботер, снабженный электронагревателем, загружают 300 г галлия, 30 г индия, 8,1 г алюминия (1,5кратный избыток) и 3,4 г кальция (1% от общей массы расплава). Вакуумируют барботер до остаточного
давления 0,1 Па, нагревают при продувке водородом с расходом 0,06 м3/ч до 200°С и выдерживают при этой
температуре в течение 1 ч. Затем снижают температуру до 30-35°С и при этой температуре подают на вход
барботера водород с параметрами: содержание кислорода - 12 ррm, содержание паров воды - 980 ррm, давление - 0,02 МПа.
Пример 2.
На вход барботера, подготовленного аналогично примеру 1, подают очищаемую газовую смесь, состоящую из 10% АsН3 и 90% Н2, с параметрами: содержание кислорода - 10 ррm, содержание паров воды - 1000
ррm, давление - 0,02 МПа.
В результате на выходе барботера получают газы, параметры которых в зависимости от времени очистки
приведены в табл.2.
2
BY 1815 C1
Таблица 2
Время
начала
очистки, ч
1
10
50
100
200
250
280
300
350
Содержание примесей в очищенном газе
в водороде
в смеси 10% АsН3 и 90% Н2
паров воды, ppm
кислорода, ppm
паров воды, ppm
кислорода, ppm
0,07
0,02
0,08
0,02
0,06
0,01
0,06
0,01
0,05
0,01
0,05
0,01
0,05
0,01
0,05
0,01
0,05
0,01
0,06
0,01
0,06
0,01
0,07
0,01
0,08
0,03
0,08
0,02
0,22
0,05
0,25
0,04
15,0
3,0
17,0
2,8
Результаты, приведенные в табл.2, показывают, что предлагаемый способ позволяет очищать технологические газы микроэлектроники, в том числе гидридные газы и газовые смеси на их основе, до остаточного
содержания паров воды 0,05-0,07 ppm и кислорода - 0,01 ppm.
Cоставитель А.Ф.Фильченкова
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 1720
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
113 Кб
Теги
патент, by1815
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа