特種氣體的研究開(kāi)發(fā)與工業(yè)化生產(chǎn)是隨著(zhù)電子工業(yè)尤其是集成電路技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的,特種氣體是工業(yè)氣體中的一個(gè)新類(lèi)系,它是世界上工業(yè)發(fā)達國家為適應近年來(lái)國防工業(yè)、科學(xué)研究、自動(dòng)化技術(shù)、精密檢測.特別是微電子技術(shù)的發(fā)展需要應運而生的。特種氣體主要包括高純氣、電子氣、標準氣以及新近發(fā)展起來(lái)的醫療氣、校正氣和零點(diǎn)氣等。
目前.特種氣體的應用領(lǐng)域及需求量正逐步擴大.品種日增,據不完全統計,現有單元特種氣體己達260個(gè)品種,按氣體可混性,又可配制成25000多種混合氣,成為高科技領(lǐng)域及其它科學(xué)研究與技術(shù)應用領(lǐng)域不可缺少的基本原材料。
最近幾年來(lái),特種氣體的研究與應用在我國得到了從無(wú)到有的長(cháng)足發(fā)展,特種氣體在國民經(jīng)濟中的應用越來(lái)越廣,研究開(kāi)發(fā)新品種氣體正得到自上而下的普遍關(guān)注,一些常用特種氣體己基本擺脫單純依賴(lài)進(jìn)口的被動(dòng)局面,不但為國家節省了大量外匯,也為發(fā)展我國自己的電子工業(yè)作出了巨大貢獻。但不可忽視的是,我國特種氣體的研究應用仍大大落后于發(fā)達國家,有相當數量的特種氣體需要進(jìn)口,僅1987年進(jìn)口的電子氣即耗資308萬(wàn)元。因此,很有必要在我國形成一個(gè)特種氣體及其配套器件研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、供應一條龍的新格局,所謂“第三次浪翻”是以高科技的迅猛發(fā)展為龍頭的。如果沒(méi)有一個(gè)強有力的特種氣體工業(yè)作后盾,我國電子工業(yè)國產(chǎn)化進(jìn)程將舉步維艱,最終會(huì )拖了四個(gè)現代化建設的后腿。所以,全面發(fā)展和建立起我國自己的特種氣體工業(yè),以徹底改變依賴(lài)進(jìn)口的被動(dòng)局面具有重要的戰略意義。
“六五”、“七五”期間,全國已有9家研究單位和生產(chǎn)廠(chǎng)家致力于特種氣體的開(kāi)發(fā)應用,在35個(gè)最常用品種的特種氣體中,國內可提供的巳近30種,如高純氫、氮、氧、硅烷、磷烷、二氯氫硅、高純氨、高純氯化氫等,這些氣體在大規模集成電路(LSI)和超大規模集成電路(VlSI)制造的近百道工序中,主要用于其中的13道重要工序,如晶體生長(cháng)、熱氧化、外延、擴散等離子蝕刻等。在使用過(guò)程中,特種氣體的純度直接影響到集成電路塊的質(zhì)量和成品率,因此,作為電子工業(yè)最基本的原材料,特種氣體應受到相當程度的重視。在標準氣應用方面主要有兩大類(lèi)。一是石油、化工、冶金等行業(yè)用標準氣,我國有遼陽(yáng)化纖、大慶石化、燕山石化、首鋼、寶鋼等大型企業(yè)30多家,年需各種標準氣60多種,近2萬(wàn)瓶,而我國可提供的僅是其中的20余種常用氣體幾千瓶,遠遠不能滿(mǎn)足國內市場(chǎng)的需求,有相當一部分依賴(lài)于進(jìn)口;二是環(huán)境監測用標準氣,主要用于大氣污染和汽車(chē)尾氣的監測,目前只有中國計量科學(xué)研究院標準物質(zhì)所可提供少量CO/N2、CH4/N2、SO2/N2等十余種標準混合氣,絕大部分需要進(jìn)口。標準氣的開(kāi)發(fā)應用在我國特種氣體行業(yè)中是一個(gè)弱項,需要花大氣力來(lái)彌補。目前,北京氧氣廠(chǎng)特氣所、西南化工研究院和化工部光明化工研究所已著(zhù)手這方面的研究工作。另外,其它特種應用混合氣基本依賴(lài)進(jìn)口,而國內市場(chǎng)又很大,如電光源用各種混合氣、焊接用混合氣、醫療氣、激光用氣、光纖用氣、食品保鮮用混合氣等,都亟待研究開(kāi)發(fā)。
以上簡(jiǎn)述了我國特種氣體研究開(kāi)發(fā)的概況,而從我國電子工業(yè)及其它科研、工業(yè)部門(mén)目前的現狀與發(fā)展來(lái)看,特種氣體的應用具有非常廣闊的前景。僅就電子工業(yè)而言,在近5年內,特種氣體量翻了兩番,所使用的品種擴大了近一倍。據有關(guān)部門(mén)提供的資料表明,進(jìn)入80年代后,電子氣、光纖氣、標準氣等的用量將進(jìn)一步成倍增長(cháng),使用的品種也將進(jìn)一步擴大,這就為特種氣體的發(fā)展提供了一個(gè)良好的契機。應該在大力發(fā)展電子工業(yè)、光纖通訊事業(yè)等等的同時(shí),同步加強特種氣體的研究開(kāi)發(fā)工作,努力縮小與發(fā)達國家的差距。特種氣體的國產(chǎn)化是我國電子工業(yè)國產(chǎn)化的第一步,這一步邁得好不好,直接關(guān)系到我國電子工業(yè)等高技術(shù)部門(mén)的發(fā)展。
但是,我國特種氣體的發(fā)展似乎并不盡人意。由于特種氣體一般都具有易燃、易爆、毒性大、腐蝕性強的特點(diǎn),研究工作存在較大困難,使得我國特種氣體的開(kāi)發(fā)相對緩慢。從目前的情況看,存在的問(wèn)題主要有兩個(gè):
1、較易開(kāi)發(fā)的氣品種出現重復開(kāi)發(fā)的現象,而一些毒性大、腐蝕性強又很急需的氣體,如硼烷、砷烷、二氯氫硅、六氫化鎢、三氫化氮等,沒(méi)有得到應有的重視,就相對分散了人力、財力,造成一些不必要的浪費,我們應該在宏觀(guān)管理上,注意協(xié)調各方關(guān)系,從長(cháng)遠利益出發(fā),重點(diǎn)項目協(xié)同攻關(guān),并重視利用正在逐步建立健全的技術(shù)市場(chǎng)。
2 、配套器件的研制開(kāi)發(fā)大大落后于特種氣體的研究進(jìn)展,影響了高純氣體的使用純度,如閥門(mén)、減壓器及氣瓶等。目前,國內半導體廠(chǎng)所使用的閥門(mén)、減壓器不得不絕大部分從美國和日本進(jìn)口,而鋼瓶柜和吹洗系統則全部依賴(lài)進(jìn)口,這一點(diǎn)尤其值得引起足夠的重視。如果不能解決配套器件的問(wèn)題,特種氣體的研究和開(kāi)發(fā)應用就會(huì )受到極大的影內。