[發明專利]氨催化裂解、氫氮氣純化和氨合成三步集成制備高純氨

有效

• 申請號: 200910062709.3
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN101575102A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 鮑堅仁;曾靈琪;朱澤華
• 申請（專利權）人: 武漢高安新材料有限公司
• 主分類號: C01C1/02
• 分類號: C01C1/02
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱必武

技術領域

本發明涉及用氨催化裂解、氫氮氣純化和氨合成三步集成制備高純氨的方 法。高純氨常用于合成氮化物，主要應用于光電子、太陽能電池、微電子、液晶 顯示、超硬陶瓷、生物與制藥等制造領域。

背景技術

現代微電子和光電子等工業的發展對氮化物特別是氮化鎵(GaN)和氮化硅 (Si₃N₄)提出了更高的質量要求。GaN是新一代的發光二極管(LED，Light Emitting?Diode)的基礎，目前普遍采用金屬有機化合物化學氣相淀積(MOCVD， Metal?Organic?Chemical?Vapor?Deposition)制備GaN外延片，用于制造藍、綠色 發光二極管和藍光激光器，其中GaN是由三甲基鎵(Ga(CH₃)₃)和高純氨(NH₃) 在MOCVD中高溫條件下反應而成。Si₃N₄作為絕緣層廣泛的應用在大規模集成 電路、液晶顯示器(LCD，Liquid?Crystal?Display)和太陽能電池等領域。Si₃N₄是通過高純氨(NH₃)與硅烷(SiH₄)反應進行淀積。另外高純氨在超硬陶瓷(比 如氮化硼)、生物與制藥領域也有廣泛的應用。

在合成高質量的氮化物中，必須要使用高純度的氨氣(高純氨)，因為氨氣 的純度對上述工業有著極為顯著的影響，比如在氮化硅的制備中，如果氨氣中含 有50ppm的水或氧，就不會生成Si₃N₄而只會生成氧化硅SiO₂；又如在MOCVD 中，如果氨氣中含有3ppm的水或氧，其制備的外延片的發光波長將無法控制。 目前中國所需的高純氨基本依賴進口，因此，為了中國光電子和微電子產業的良 好、健康發展，以高純氨為代表的基礎原材料的國產化問題顯的尤為重要。為了 獲得理想的氮化物，微電子工業等對高純氨的純度有著非常高的要求，下表所示 的是目前使用高純氨的典型技術指標和一些常見雜質的沸點。

表1.氣態6N氨、7N氨的典型指標(單位ppb)