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含氟新材料工业的血液——含氟特气
* 来源 :氟化工 * 作者 :巨化集团 * 发表时间 :2020-12-28 * 浏览 : 64
工业气体被誉为“工业的血液”。工业中,根据制备方式和应用领域的不同,可分为大宗气体和特种气体。电子用特种气体是特种气体的一个重要分支,是集成电路(IC)、显示面板(LCD、OLED)、光伏能源、光纤光缆等电子工业生产中不可或缺的关键性原材料,其质量对电子元器件的性能有重要影响。
典型的传统含氟电子气体包括CF4、C2F6、C3F8、C4F8、C4F6、CHF3、SF6、NF3等。在《京都议定书》框架内面临逐步减量甚至禁用,开发新型、安全、环保的含氟电子气体已成为近年来国内外研究和产业化热点。
除环保因素外,先进制程工艺也对刻蚀气体提出了越来越高的要求:在先进制程、高深宽比的工艺制程中,通常使用不饱和全氟烯烃,如六氟丁二烯和八氟环戊烯,刻蚀选择性、精确性及各向异性性能更为优异。
 
含氟电子气体主要有这几种

1

四氟甲烷(CF4)

        四氟甲烷是目前微电子工业中用量最大的等离子蚀刻气体,广泛用于硅、二氧化硅、氮化硅和磷硅玻璃等材料的蚀刻,在电子器件表面清洗、太阳能电池的生产、激光技术、低温制冷、气体绝缘、泄漏检测剂、控制宇宙火箭姿态、印刷电路生产中的去污剂、润滑剂及制动液等方面也有应用。

 

2

六氟乙烷(C2F6)

六氟乙烷在半导体与微电子业中用作等离子蚀刻气体、器件表面清洗剂,还可用于光纤生产与低温制冷。因其具有无毒无臭、高稳定性而被广泛应用在半导体制造过程中。随着半导体行业的迅猛发展,对电子特气的纯度要求越来越高,而六氟乙烷由于具有边缘向侵蚀现象极微、高蚀刻率及高精确性的优点,是超大规模集成电路所必需的介质,对半导体行业的发展起着重要的作用。

 

3

三氟化氮(NF3)

三氟化氮在半导体工业中主要用于化学气相淀积(CVD)装置的清洗。三氟化氮可以单独或与其它气体组合,用作等离子体工艺的蚀刻气体。

 

4

六氟化硫(SF6)

六氟化硫具有优良的绝性能和減弧能力,广泛应用于电力设备中的输配电及控制设备行业,是继第一代空气、第二代油之后的第三代绝缘介质。

 

5

六氟化钨(WF6)

六氟化钨(WF6)是目前钨的氟化物中唯一稳定并被工业化生产的品种。它的主要用途是在电子工业中作为金属钨化学气相沉积(CVD)工艺的原材料,特别是用它制成的WSi2可用作大规模集成电路(LSI)中的配线材料。

 

6

八氟丙烷(C3F8)

八氯丙烷是一种稳定性好的全氟化合物,标准状态下为无色气体,在水和有机物中解度都很小。在半导体工业中,八氟丙烷与氧气的混合气用作等离子蚀刻材料,会选择性地与硅片的金属基质作用。

 

7

八氟环丁烷(C4F8)

八氟环丁烷化学性能稳定、无毒无害、温室效应潜能(GWP)值低、消耗臭氧指数(ODP)值为零,是一种无色环保型特种气体。近年来被大量用作制冷剂代替禁用的氯氟烃类化合物,此外也常用于气体绝缘介质、溶剂、喷雾剂、发泡剂、大规模电路蚀刻剂、热泵工作流体以及生产C2F4和C3F6单体的原料等。

 

8

六氟丁二烯(全氟丁二烯,C4F6)

六氟丁二烯又称全氟丁二烯,最初合成出来是作为聚合物的单体,近年对六氟丁二烯的应用研究则主要集中在它作为电子蚀刻气体上。

 
我国含氟特气中,四氟甲烷、六氟乙烷、三氟化氮、六氟化硫等主流清洗和刻蚀气体都逐步具备了自主供应能力。

电子等新兴领域的气体应用不断深化,为工业气体带来了大量新增需求。基于未来几年中国大陆地区半导体、显示面板等主要电子元器件的新增产能较多,以及电子化工材料的进口替代需求强烈,国内电子气体行业将迎来较高增长。