一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比的净化再利用方法技术

本发明专利技术公开了一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调节氢氮比的净化再利用方法，通过预处理、渗透膜精制除杂与变压吸附净化步骤，以及PSA净化步骤中的吸附时间、解吸过程中的均压气与终充采用纯度为99.999～99.9999％的超高纯氢气或氮气方式进行调节，能够将常压或低压的MOCVD制备半导体晶硅圆片制程中的富含氢气氮气的混合尾气净化，并按照MOCVD制程所需的氢氮比要求，得到纯度为99.999～99.9999％且氢氮体积比为1∶(1～4)或(4～1)∶1的氢氮混合产品气，以返回至MOCVD制程循环使用。既实现了尾气的净化回收再利用，又避免了氢气与氮气分离提纯的技术瓶颈与成本较高的问题，同时减少尾气排放，弥补了硅晶圆片MOCVD制程氢氮混合尾气处理与综合利用技术的空白。

A Purification and Reuse Method of Hydrogen-Nitrogen Mixed Tail Gas with Adjustable Hydrogen-Nitrogen Ratio in MOCVD Process

【技术实现步骤摘要】
一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比的净化再利用方法
本专利技术涉及电子环保
，具体涉及一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比的净化再利用方法，更为具体的涉及半导体与光电晶硅圆片MOCVD制造过程中所排放出来的氢气(H2)与氮气(N2)混合尾气中净化回收氢氮混合气并返回到MOCVD(金属氧化物化学气相沉积)制程中循环再利用。
技术介绍
MOCVD(金属氧化物化学气相沉积)制程(设备)作为化合物半导体材料研究与生产的现代化方法与手段，尤其是作为制造新型发光材料-发光二极管(LED)工业化生产的方法与设备，它的高质量、高稳定性、高重复性及大规模化是其它的半导体材料生长方法及设备所无法替代的，它是当今世界生产光电器件和微波器件材料的主要方法及手段，除了LED外，还包括激光器、探测器、高效太阳能电池、光电阴极等，是光电子产业不可或缺的一种方法及设备。比如，市场上广泛应用的蓝光及紫光LED，都是采用氮化镓(GaN)基材料生产出来的。其中，MOCVD外延过程是以高纯金属氧化物(MO)作为MO源，比如三甲基镓(TMGa)，在电子级的载气氢气(H2，纯度99.99999％(7N)以上)及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比的净化再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理，将原料气经鼓风机或加压送入预处理单元，在常压或小于0.3MPa压力、10～150℃温度的操作条件下，原料气经缓冲罐流出，先后经过脱除尘埃、颗粒、油雾、其它可溶性于水的杂质组分以及大部分氨气，在0.2～0.3MPa压力、60～150℃温度的条件下，进入下一个工序，即渗透膜精制除杂工序；(2)渗透膜精制除杂，将来自预处理工序的原料气进入由一级或多级分子筛渗透膜精制除杂工序，其中，从渗透膜的非渗透侧流出精制除杂后的半产品气，进入下一个工序，即变压吸附净化工序；从渗透膜的渗透侧经过抽真空降压流出含有氮...

【技术特征摘要】
1.一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比的净化再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理，将原料气经鼓风机或加压送入预处理单元，在常压或小于0.3MPa压力、10～150℃温度的操作条件下，原料气经缓冲罐流出，先后经过脱除尘埃、颗粒、油雾、其它可溶性于水的杂质组分以及大部分氨气，在0.2～0.3MPa压力、60～150℃温度的条件下，进入下一个工序，即渗透膜精制除杂工序；(2)渗透膜精制除杂，将来自预处理工序的原料气进入由一级或多级分子筛渗透膜精制除杂工序，其中，从渗透膜的非渗透侧流出精制除杂后的半产品气，进入下一个工序，即变压吸附净化工序；从渗透膜的渗透侧经过抽真空降压流出含有氮、水及其它易渗透的杂质组分的气体，再经过冷却冷凝及气液分离器处理，冷凝液排出处理，不凝气体与原料气混合一起进入预处理工序；(3)变压吸附净化，来自渗透膜精制除杂的半产品气，经过与预处理工序中的冷热量交换器交换后或维持温度为20～80℃，并加压至1.0～4.0MPa后进入由两个及两个以上吸附塔组成的变温变压吸附系统，一个或一个以上的吸附塔进行吸附，其余吸附塔为解吸再生状态，且吸附与解吸再生循环操作；从吸附塔中流出的氢氮混合产品气直接返回到MOCVD制程中使用；吸附塔的解吸再生步骤为顺放/均压降、逆放、抽真空加冲洗、均压升与终充；其中，氢氮混合产品气中的氢气与氮气的比例，由吸附时间、解吸过程中的均压气，以及采用超高纯氢气或氮气进行终充中的一种或多种方式进行调节；或采用氢氮混合产品气作为终充气，以维持原有氢氮混合产品气的氢气与氮氮气的比例不变。2.根据权利要求1所述的一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比的净化再利用方法，其特征在于：步骤1中，所述预处理单元按原料气流经路径依次包括原料气缓冲罐、除尘器、除颗粒过滤器、除油雾捕集器、冷却器、氨吸收塔、氨水储罐、冷热量交换器。3.根据权利要求1所述的一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比的净化再利用方法，其特征在于：步骤3中，所述吸附塔中装有由氧化铝、硅胶、活性炭及分子筛的一种或多种组成的吸附剂。4.根据权利要求1所述的一种MOCVD制程氢氮混合尾气可调氢氮比...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪兰海，陈运，蔡跃明，
申请(专利权)人：汪兰海，
类型：发明
国别省市：四川,51