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氣體純度等級與特種氣體的介紹

1. GN2與PN2的定義

GN2，即“General Nitrogen”，是指普通氮氣。它通過壓縮機將氣體壓縮成液態(tài)，再經過觸媒轉化器的處理，將CO轉化為CO2，將H2轉化為H2O。隨后，利用分子篩吸附CO2和H2O，并通過分餾技術分離O2，從而得到一定純度的GN2。

而PN2，即“Purity Nitrogen”，則代表高純度的氮氣。它是GN2經過純化器進一步純化后的產物，純度極高。液態(tài)氮氣的純度通常能達到99.9999%，小數(shù)點后有6個9，而經過純化器處理后的氮氣，其純度更是高達99.9999999%，小數(shù)點后有9個9。

2. 氣體純度

談及純凈氣體，我們不得不深入探討氣體的純度等級及其表達方式。通俗地說，氣體純度指的是除主要氣體成分外的其他雜質物質的含量。以氮氣為例，其純度即意味著除去N2外的O2、H2、Ar、CO2、H2O、金屬及塵粒等雜質的多少。同樣，氮和氦的混合氣體的純度，則是指N2和He成分外所含O2、CO2、H2O塵粒等雜質的量。

表示氣體純度的方法主要有兩種：一是使用百分數(shù)，如99%、99.9%等；二是用“N”來表示，如3N、5N等，其中“N”前的數(shù)字與百分數(shù)中的“9”的個數(shù)相對應，而小數(shù)點后的數(shù)字則表示不足“9”的數(shù)。例如，4N表示99.99%，6N表示99.9999%等。

根據(jù)純度的不同，氣體通常被劃分為四個等級：普通氣體、純氣體、高純氣體和超高純氣體。這些不同等級的氣體在器件生產工藝上的應用各不相同，具體如下表所示。

99.9%的氣體適用于一般器件，而純氣體，其純度在99.99至99.999%之間，則常用于晶體管和晶閘管等器件的制造。高純氣體，其純度在99.999至99.9999%范圍內，是制造大規(guī)模集成電路和特殊器件的理想選擇。至于超高純氣體，其純度超過99.9999%，則主要用于超大規(guī)模集成電路的制造。

此外，特種氣體在氣體工業(yè)中占據(jù)著重要地位。這些氣體在特定領域中發(fā)揮著不可或缺的作用，對氣體純度有著極高的要求。特種氣體種類繁多，包括電子氣體、標準氣、環(huán)保氣、醫(yī)用氣等，廣泛應用于電子、電力、石油化工等多個領域。在化學成分上，特種氣體可分為硅系、砷系、磷系等七類，其中常見的有甲烷、乙烯等。這些特種氣體在電子半導體、化工、醫(yī)療等多個領域發(fā)揮著關鍵作用。

電子特種氣體在半導體制造中扮演著至關重要的角色，盡管它們在整個制程中的成本占比僅為5~6%。然而，由于電子特種氣體的品種繁多，且在半導體制程中覆蓋范圍廣泛，因此它們成為了衡量半導體技術水平的關鍵因素。特種氣體的制備和供應環(huán)節(jié)所涉及的市場，吸引了國內外眾多公司積極布局。

特種氣體可以根據(jù)不同的分類方式進行劃分。例如，按照氣體的化學成分，它們可以被分為硅系、砷系、磷系、硼系、金屬氫化物、鹵化物和金屬烴化物等七類。同時，這些氣體在集成電路的制備過程中也發(fā)揮著不同的作用，如摻雜、外延、離子注入、發(fā)光二極管制造、刻蝕、化學氣相沉積以及載運稀釋等。值得注意的是，某些氣體可能同時屬于多個分類，例如硅烷（SiH4）既是一種硅系氣體，又常被用作外延氣體，并且在化學氣相沉積中也有廣泛應用。

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