境不同，内部原子所受的力是对称的，表面所受的力是不对称的，表面上的力是不饱和的，因而有乖余力，气体分子碰撞固体表面时，受到这种力的影响而停止，就产生吸附。 2、吸附的种类
气体吸附的种类概括起来，不外乎物理吸附和化学吸附两种。 a 、物理吸附，是无选择性的吸附，任何固体都有可能吸附气体，吸附量会因吸附剂及被吸附的物质的种类的不同相差很多，易于液化的气体易被吸附，吸附可以是单分子层或多分子层的，脱附也较容易。吸附热与液化热数值相近，这类吸附与气体液化相似，可以看作表面凝聚。此外吸附速度大，而不受温度的影响，吸附不需要活化能，没有电子转移，化学键的生成与破坏，原子的重排等，产生的这种吸附都称范德华力。
b 、化学吸附：化学吸附是有选择性吸附的，吸附剂只是对某些气体有吸附作用，吸附热数值很大，（＞10千卡/克分子）和化学反应热差不多。这类吸附总是单分子层的，而不易脱附，由于可见，它与化学反应差不多，可以看成是表面化学反应，速度小，温度升高吸附速度增快，这种吸附要一定的活化能，它的吸附只是气体分子与吸附剂表面间的力和化合物中原子间的力相似。
吸附剂的种类很多，目前我国半导体工业中最广泛应用的还是硅胶分子筛之类的吸附剂。
吸附剂的好坏一般要看吸附剂表面的大小，及单位面积的活
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性。
四、 化学催化
化反应，存在于气体中的有害杂质，有时不能靠物理方法从气体中除去，而是借助于催化剂的作用，使气体中的杂质被吸附在催化剂的表面，使杂质与气体中的其它组分相互起化学反应转化为无害的化合物，这种方法称为化学催化。
催化反应中，催化剂的作用是控制反应速度的，或使反应沿着特定的途径进行。
催化过程是分两类进行的：一类为均相催化（催化剂与反应物处在同一相中），另一种为非确立相催化（催化剂与反应物处在不同相中）。
气体催化的净化过程常常用固体作催化剂，帮涉及的是非均相催化。在非均相催化中，催化反应是在催化剂表面进行的，反应物被吸附在催化剂的表面处，当吸附能力在特别高的局部地区时，我们称这个地区为“活化中心”。
催化剂：就固体催化剂来说，它的表面是催化反应的场所一般要求表面积大，这样可以提高它的反应速度。因此多采用表面积大或海棉状的催化剂，这种催化剂有时也有较好的吸附性。 绝大多数气体的净化过程中所用的催化剂为金属盐类或金属，通常载在具有巨大表面积的惰载体上，如硅藻土、氧化铝、石棉、陶土等。
一般来说催化剂从理论上来说是可以无限期使用的，但在实
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际工作中催化剂会损坏或失去活性，所以必须更换或活化来增加它们的活性。催化剂损坏的原因是多方面的，一般是由物理和化学原因而引起的。物理损坏可能是机械摩擦，或过热和烧结而引起的。化学损坏可能是由于催化剂和气体中杂质间的化学反应并产生稳定的产物的结果。这两种情况都会导致催化剂表面上的“活化中心”数目减少，使催化剂的活性降低。存在于气流中的杂质而引起的失活现象，通常称为催化剂中毒。
对催化剂的要求是具有一定的活性和抗催化剂中毒的能力，还必须足够坚固。其次，催化剂的形状和尺寸应当使通过床层的压力降为最小。
§1-4气体净化剂
在高纯金属，半导体工艺过程中，为了获得高质的纯净气体，必须使气体通过一系列的净化装置，由于各净化剂装置中的净化剂的不同，对不同的气体杂质有不同的除去能力，来达到一定纯度的气体。
氢是高纯金属冶炼中的主要物料，（如氯化、还原、外延等都须要氢气），称得上是工艺过程中的血液，氢气的好坏取决半导体材料质量好坏的原因之一，为此一定要将使用的气体进行净化。 一、气体净化剂的种类：
气体净化剂的种类是多种多样的，按其杂质的不同可分成如下几种。
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1、 主要脱氧剂，105催化剂、活性铜催化剂、钯或铂石
棉催化剂、镍铬触媒剂、钯铝石及海绵钛等。
2、 主要除水剂：硅胶、分子筛、活性炭及各种干燥剂，
分子筛冷媒、还有化学试剂（如P2O5、CaCl2）等。
3、 主要除CO、CO2的化学试剂是NaOH、KOH等。 4、 主要除磷砷的特效试剂有AgNO3、浓H2SO4以及金属盐类。
5、 除去固体粉尘（主要是净化剂粉末）；玻璃砂、过滤球过滤和细菌过滤器及蒙乃尔过滤器等。
6、 除去氢中一切杂质的有效方法是采用钯合金扩散室净化。
二、介绍的几种常用的气体净化剂。 1、分子筛
1）分子筛的结构、组成及种类：
分子筛是一种新型的高效能、多选择性的吸附剂，已广泛的应用于气体干燥、净化、分离等方面。
分子筛与某种天然的泡沸石性质相似，所以人们称它为人工合成泡沸石，它是微孔型的具有立方晶格的硅铝酸盐，其架是由硅氧四面体和硅铝四面体所构成。
其分子筛化学通式为
Me.x/n[(AlO2)x(SiO2)y].MH2O 式中：Me——金属阳离子
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N——金属阳离子价数 X、y——整数 M——结晶水分子数
A型分子筛每一个晶胞中含有24个四面体（SiO2和AlO2的四面体各12个）构成的立方八面体，化学通式为：
Me.12/n[(AlO2)12(SiO2)12].27H2O 5A型分子筛的化学通式为：
Cab[(AlO2)12.(SiO2)12].30H2O 4A分子筛的化学通式为：
Na12[(AlO2)12.(SiO2)12].27H2O 3A分子筛的化学元素通式为：
K12[（AlO2）12.(SiO2)12].27H2O
将以上三种分子筛加热失水后，其晶格结构仍无变化。从而得到Na12A,K12A、Ca6A为脱水或活化的晶体是一种活性吸附剂 。
分子筛有许多种类，按其表面积的大小分为A型（800米2/克）X型（1000米2/克），除此之外还有其它类型 的分子筛。
2）分子筛的作用原理
a 、根据分子筛 大小不同的选择吸附
当分子筛加热到一定定温度，水份脱除之后，内部有许多与外部相通的均一孔洞。孔洞之间有许多直径相同的孔口相连。所以它能将比孔径小的物质分子通过孔口吸附到孔洞内，比孔径大的分子排除在外，从而使分子大小不同的物质分开，起筛分分子
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多晶硅生产工艺学
