一、极低杂质气体的核心挑战

半导体工艺对电子气体提出严苛要求：

金属杂质：需控制在0.1ppt以下(如Fe、Cu、Na);

非金属杂质：水分<1ppm，氧气<0.1ppm(针对惰性气体);

颗粒物：≥0.1μm粒子<10个/L(需HEPA+ULPA双重过滤)。

二、主流技术解决方案

1. 多级深度纯化

预纯化：分子筛吸附(去除H₂O、CO₂);

精纯化：低温精馏(-196℃)+催化氧化(如去除CO);

终端过滤：PTFE膜+活性炭复合滤芯(拦截0.01μm颗粒物)。

2. 催化吸附技术

贵金属催化剂：Pt/Pd负载型催化剂(将有机物分解为CO₂+H₂O);

再生工艺：氢气还原(恢复催化剂活性，延长使用寿命)。

3. 智能化监控系统

在线检测仪：基于ICP-MS+FTIR实时分析杂质成分;

AI预测模型：通过LSTM神经网络预判设备故障。

三、杂质检测与标准

核心检测指标：

金属杂质：ICP-MS(检测限0.01ppt);

水分：电解法(精度±0.5ppm);

氧气：激光吸收光谱(精度0.1ppm)。

国际标准：

SEMI C1.2(北美标准)、SEMI E49.1(欧洲标准);

国内《电子工业用气体》(GB/T 16942)已更新至2024版。

四、国产化突破方向

设备自主化

开发国产深冷泵(替代进口莱宝泵);

研制8N级硅烷纯化器(解决“卡脖子”问题)。

工艺优化

探索膜分离+催化吸附耦合工艺;

建立杂质指纹数据库(覆盖50+种杂质)。

成本控制

通过设备模块化降低30%投资成本;

采用国产催化剂(成本降低50%)。

五、市场应用前景

12英寸产线：国产电子气体已导入中芯国际、华虹等产线;

新兴领域：第三代半导体(SiC、GaN)对超高纯度氨气需求增长30%/年;

政策支持：工信部《电子气体产业三年行动计划》推动国产化率2025年达50%。

结语：极低杂质电子气体是半导体制造的“隐形基石”。建议企业聚焦核心设备自研与工艺闭环优化，例如开发智能纯化系统。随着国产化技术突破，预计未来五年国内电子气体市场规模将突破300亿元，助力半导体产业链安全可控。