電子級氫氟酸的研發現狀及發展前景

張源偉 許國利 劉統軍 李輝

摘要：電子級氫氟酸是一種重要的化學試劑，影響著微電子行業的安全性，同時對于確保微電子產品能夠順利制作出來有著重要作用。本文簡單介紹了電子級氫氟酸，并對其產品的研發現狀和發展前景進行了分析。

關鍵詞：電子級;氫氟酸;研發現狀;發展前景

前言

電子級氫氟酸，廣泛應用于半導體、液晶面板、太陽能面板的制作過程中，其具有兩大功能，分別是蝕刻和清洗。目前，我國有針對電子級氫氟酸的嚴格管控制度，細化到各個環節，如生產、測試、包裝、運輸，在很大程度上保證了電子級氫氟酸的質量。

1.電子級氫氟酸概述

在世界范圍內，氫氟酸的生產方法大多都是螢石法生產工藝，其特點是：能耗比較大、成本比較高、工藝比較復雜。雖然中國的螢石資源比較豐富，但是從未來長期發展戰略的角度進行考慮，我國已經對螢石的開采還有出口采取了限制措施，從原則上說，我國的國土資源管理部門，現階段已經不再受理新的螢石礦產勘查，以及螢石礦產開采的登記、申請工作，而且在未來，我國將逐漸停止螢石的出口，同時將螢石的資源稅適用稅額，由原來的5元每噸，上調為30元每噸，以至于氟化工行業目前迫切地需要尋找可替代氟資源。

我國是世界上產磷量比較多的國家之一，且在磷礦石中伴生的氟含量很高，約占世界氟蘊藏量的九成以上。我國有27個省和自治區已經得到探明，其磷礦資源豐富，其中貴州、四川、云南、湖南和湖北五個省是磷礦富集區。目前，我國共計有三百多家磷礦開采企業，在磷資源開采方面的年開采總量已經達到了六千六百多萬噸，有露天開采，還有地下開采。其中，地下開采占比較大，約占六成;露天開采相對較少，約占四成。氟資源從磷化工中回收過來，可以開發兩種氟化工高端材料，分別是有機氟化工高端材料，還有無機氟化工高端材料，其有兩方面優勢，一方面，能夠使資源的綜合利用率得到提高，使磷化工產業的產業鏈得到延長;另一方面，能夠促進高端氟材料產業，還有磷礦石清潔加工產業的發展。

2.電子級氫氟酸的研發現狀

電子級氫氟酸的分子式是HF，是一種透明沒有顏色，或者淡黃色的冒煙液體，其具有腐蝕性、刺激性，同時還有毒性。微電子行業制造中，電子級氫氟酸是關鍵性化工材料之一，同時也是基礎性化工材料之一，在微電子工業等方面廣泛應用，其主要的用途是清洗芯片，還有腐蝕芯片，還可以分析試劑，或者制備高純度的含氟化學品。

2.1電子級氫氟酸的生產工藝

第一步：經過化學預處理得到的工業無水氫氟酸，將其放入精餾塔，通過精餾操作，得到氟化氫氣體;

第二步：將氟化氫氣體冷卻，然后使用超純水，在吸收塔內進行吸收;

第三步：采用控制噴淋密度及其氣液比等方法，進一步純化電子級氫氟酸;

第四步：在密閉潔凈環境下，將得到的電子級氫氟酸進行灌裝。

2.2電子級氫氟酸在我國的研發現狀

目前，我國的微電子工業正在快速發展著，我國的大陸地區正在逐漸成為全世界最大的液晶顯示器產業基地，在薄膜液晶顯示器、半導體、集成電路這些個方面的清洗，還有蝕刻劑的電子化學品的需求量日益加大。我國的電子化學品年平均增長率，在“十一五”期間已經超過了百分之二十，根據保守估計，截止2019年，其市場銷售總額將會達到四百億元至四百五十億元的范圍內。在國內，一些優勢企業的競爭力優勢已經逐漸凸顯出來，其長期成長空間是非常大的，已經逐漸成為了在我國化工行業領域，發展速度最快，同時也是最被看好的行業之一。氟精細化學品中，有一個種類是電子級氫氟酸，它是在半導體制作時，應用的數量最多的一種電子化學品，其作用是去除氧化物。

截止2019年，我國的電子級氫氟酸用量，大約超過了125.9千噸，這在很大程度上推動了我國電子級氫氟酸的發展，并且為其發展提供了廣闊的市場空間。

2.3電子級氫氟酸在國外的研發現狀

電子級氫氟酸是一種高附加值且高技術的精細氟化工產品，在國際上，電子級氫氟酸的生產技術是高度保密，并且壟斷的。關于電子級氫氟酸在生產工藝技術、設備包裝材質等方面，基本很難查到有關資料，尤其是大規模的工業化生產技術，其難度是很大的，廠商對于核心生產技術自然是嚴格保密的。重金屬、非重金屬、堿金屬雜質離子的潔凈度和含量，是電子級氫氟酸制備的關鍵所在。

3.電子級氫氟酸發展前景

電子級氫氟酸是一種國際高端壟斷產品，在發展前景廣闊的IT行業被廣泛應用著，并且將會逐漸成為未來氟化工產業發展的一個重要方向。現階段，只有為數不多的國家開始了電子級氟化酸的專業研究工作，并且關鍵技術呈壟斷趨勢，集中在一些發達國家的跨國企業集團當中，如美國、日本、德國等。在這些發達國家，電子級氟化酸的研究領域正在不斷擴大，目前已經涉及的領域有：電子、石油、化工、輕工和醫藥等，主要應用在大屏幕液晶顯示器、超大規模集成電路等微電子工業。

之所以國外生產的微電子元件精度更高，而我國的微電子元件精度遠遠不及國外的先進水平，最主要的一個原因就是國外對超凈高純化學品發展的重視程度比較高目前能夠生產薄膜液晶顯示器、半導體、集成電路工業用的電子級氫氟酸的企業還很少，有美國的亞什蘭集團公司、日本的關東株式會社，韓國的東友精細化學株式會社和東進世美肯公司，還有中國臺灣地區的中華、長新化學等。

20世紀70年代中期，我國的超凈高純試劑研制工作才剛剛開始，并且集中在較發達城市，如北京、上海、天津、重慶等。信息、電子和通訊行業發展越來越好，對于試劑中雜質和固體顆粒的控制日趨嚴格，對于產品包裝方式、材質，還有生產環境的要求越來越高。為了順應時代的發展，滿足人們日漸清晰的各種要求，北京和上海的化學試劑廠，還有江陰江化微電子化學品有限公司，這些單位都付出了巨大努力，做了大量的研究工作，陸續獲得了國家863計劃的多項支持，進步飛快。

有資料顯示，現階段我國生產的EL、UP、UPS、UPSS級電子純氫氟酸，尤其是UPSS級電子純氫氟酸已經達到了世界先進水平。尤其是在浙江凱圣氟化學有限公司的不斷努力下，生產出的電子級氫氟酸產品質量已經達到了電子化學品行業的標準，直接改變了我國電子級氫氟酸產品依賴進口的局面。目前我國大陸地區的半導體制造業正在飛速發展，我國國內對于電子級氫氟酸的需求量，每年增長大約百分之十，國內目前已經有很多企業開始嘗試涉足微電子產業，國內市場總體呈現利好趨勢。

結語：

隨著我國LED制造業和半導體芯片制造業的不斷發展，電子級氫氟酸的需求量勢必會與日俱增，其市場發展前景無疑是非常廣闊的。國家應該鼓勵具有技術優勢和資源優勢的企業投入到電子級氫氟酸生產工藝技術的研究上來，不斷提高我國在電子級氫氟酸方面的技術水平，同時引進國外先進技術，推動國內電子級氫氟酸工業的發展。

參考文獻

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