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高纯溴化氢的制备及纯化技术研究进展

2021-07-12袁胜芳任章顺张金彪翟晓颖

低温与特气 2021年3期

袁胜芳,任章顺,张金彪,翟晓颖,铁 宁

(昊华气体有限公司,河南 洛阳 471000)

1 前 言

近年来,由于半导体行业的快速发展,半导体蚀刻用的电子化学品成为影响蚀刻精度的重要因素。以溴化氢作为刻蚀气体的等离子刻蚀技术可通过控制被刻蚀物质的温度达到精确的刻蚀精度,因此高纯溴化氢多用于半导体掺磷的N型多晶硅、掺磷的单晶硅或者二维半导体的刻蚀,是新一代芯片先进制程的核心气体之一。溴化氢也可用于医药、染料、香料等工业,是制造各种无机溴化物(如溴化钠、溴化钾、溴化锂和溴化钙等)和某些烷基溴化物(如溴甲烷、溴乙烷等)的基本原料。医药上可用于合成镇静剂和麻醉剂等。

高纯溴化氢生产工艺主要来源于日本,国外主要的生产厂家有日本昭和电工、大阳日酸、美国普莱克斯公司等。近年来国内也开始了溴化氢提纯工艺的研究,均处在研究阶段。

表1 HBr物化性质

2 溴化氢的物化性质

溴化氢,分子式为HBr,在大气压和室温下为一种无色、有毒的腐蚀性气体。液体的颜色为淡黄色,气体比空气重,与潮湿空气接触会产生氢溴酸烟雾。其部分物化性质如表1所示[1]。

3 溴化氢的合成工艺

目前已知的溴化氢合成工艺主要有:燃烧法、赤磷法、硫磺法、氨气法、三氟甲烷—溴素合成法。

3.1 燃烧法

曾宪友[2]提出先将纯度≥99.9%的溴素经预热器气化,并与1~5倍当量的≥99.999%氢气混合,后进入装填有负载Co、Mo、Pt、W催化剂的反应器中,在反应温度为320~400℃、压力为0.5~5 MPa的条件下,燃烧反应生成溴化氢。……

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