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前言
電子級磷酸屬高純磷酸，高純磷酸( H3PO4)是電子行業使用的一種超高純化學
試劑，屬于微電子化學產品之一，目前世界上僅有美國、日本、韓國等少數幾個國
家能夠生產。電子級磷酸廣泛應用于超大規模集成電路、大屏幕液晶顯示器等微電
子工業，主要用于芯片的濕法清洗和濕法蝕刻，包括：①基片涂膠前的清洗；②光
刻過程中的蝕刻及最終去膠；③硅片本身制作過程中的清洗和絕緣膜蝕刻、半導體
膜蝕刻、導體膜蝕刻、有機材料蝕刻等。
近年來，隨著我國微電子和面板產業的高速發展，世界上許多著名IC晶圓代工
、半導體封裝以及LED、TFT—LCD企業巨頭在中國大陸投資建廠，電子化學品的需
求越來越大。“十五”期間，我國電子專用超凈高純化學試劑需求量超過1萬t，而
國內生產企業僅能提供10%。預計到2010年中國市場需求量將達到15萬～16萬t/a。
其中，國內通用型試劑市場今后的年增長率仍將維持在5%～8%左右，電子化學品市
場預計超過80億美元，年增長率近20%；世界電子化學品產業市場年平均凈增長率
為8%以上。電子級磷酸由于具有優良的性能，已成為電子工業不可缺少的電化學品
之一，其需求量正逐年增長。
1 高純磷酸的制備方法
高純磷酸可以直接從原料出發經過化學反應，也可以從成品磷酸出發經過凈化
精制法來制備。
1.1 高純磷酸的幾種制備方法
1) H3P分解法[1]
該法是將H3P負壓催化熱分解制得高純黃磷高純磷酸。
2)磷酸三酯水解法
將磷酸三酯蒸餾提純后用高純水水解可制得部分金屬雜質質量分數小于10?×
10－9，，用于電子工業清洗劑的高純磷酸。
3)POCl3法
將POC13蒸餾凈化后與高純水反應，蒸餾除去生成的HCl可制得高純磷酸。
4)從工業黃磷出發制備法[2]
將工業黃磷凈化得到精制黃磷，精制黃磷通過凈化空氣燃燒或與氯氣反應，再
經過一系列的操作可得到高純磷酸。
1.2 磷酸凈化的原因
國內外磷酸的生產主要有2種途徑：濕法磷酸和熱法磷酸，濕法磷酸通常含有
大量的雜質，產品質量差，主要用于高濃度的磷復合肥[3]。然而，雖然熱法磷酸
相對于濕法磷酸，產品質量較高，雜質含量少，但在熱法磷酸生產過程中，由于各
種外部因素及工業黃磷本身質量的影響，產品中通常含有如As、Fe、Ca、Mg、Ga、
Li、K、Na、SO42－、NO3－、重金屬等多種微量雜質[4]，會影響集成電路及高檔
半導體器件的質量，如堿金屬( Na,、Ca等)在集成電路及高檔半導體器件制造過程
中會溶進氧化膜之中，造成絕緣電壓的下降，重金屬(Cu,、Fe、 Ni、Au、 Ag、M
n、Cr等)會造成深能級補償，導致電阻率變化，對少數載流子形成復合中心引起少
數載流子壽命下降，在PN結區引起反向漏電增加，在Si—SiO2界面處的沉積，引起
微等離子體擊穿。重金屬的原子半徑比Si大，所以在Si中引入大的晶格畸變，且擴
散系數大，易向晶格畸變區聚集。堿金屬和堿土金屬特別是Na對VLSI特別敏感，會
造成器件漏電或低電擊穿使小電流下降，噪聲增加，出現溝道擊穿等[4]；Pb、Bi
會引起電子元件的軟故障，導致存儲故障產生[5]。因此若要將目前工業上生產的
熱法磷酸應用于電子工業，必須進行凈化精制，進一步降低其雜質含量。
1.3 磷酸的凈化精制法
磷酸凈化法就是濕法或熱法磷酸經過多級凈化過濾得到電子級磷酸，目前國內
的磷酸凈化法歸納起來有3種類型，即離子交換法、化學凈化法、物理凈化法，分
別介紹如下：
1)離子交換法[6]
該法是用強酸性離子交換樹脂處理磷酸，基于H＋型陽離子交換樹脂上的H＋能
取代磷酸中的金屬離子，而OH－型的陰離子則能取代磷酸中的硫酸根、氯離子和硝
酸根離子，從而達到凈化的目的。還有一種方法是將磷礦用過量磷酸分解，濾去不
溶物，再將Ca(H2PO)·H2O冷卻結晶，將結晶分離，洗滌后溶解于水，通入H＋型陽
離子交換樹脂塔中，可制得精制磷酸。此法可以從磷酸中脫除Ca2＋、Mg2＋、Fe3
＋、A13＋、As3＋、Mn2＋等陽離子，只用一種離子交換劑除去粗磷酸中的雜質是
難以辦到的，必須同時采用其它方法，并且須將磷酸稀釋。離子交換法凈化粗磷酸
目前尚有很多技術問題難以解決，所以至今工業化者很少。
2)化學凈化法
化學凈化法通常用水溶性溶劑(有機溶劑或硫離子)與粗磷酸混合除去磷酸中的
可溶性雜質。它只能對每一種或幾種雜質分別進行凈化處理。沉淀法根據沉淀方式
不同又包括硫化物沉淀法和溶劑沉淀法。
硫化物沉淀法是根據As、重金屬等雜質能與S2－生成難溶化合物的特性，通過
向磷酸溶液中加入硫化物，在一定的溫度下使As、重金屬等雜質生成沉淀，然后過
濾得到一種精制磷酸。該法常用的硫化物有硫化氫、硫化鈉、硫氫化鈉、五硫化二
磷等。
溶劑沉淀法采用一種可與水完全混溶的水溶性的有機溶劑，過量地加到磷酸中
，再加入一定量的堿金屬鹽或按鹽，使雜質沉淀析出，經蒸餾回收有機溶劑，余液
即為凈化磷酸。此類溶劑常用的有甲醇、乙醇、異丙醇和丙酮等。
3)物理凈化法
①有機溶劑萃取法[7、8]
用溶劑從液體混合物中提取其中某種組分的操作稱為液/液萃取。萃取是利用
溶液中各組分在所選用的溶劑中的溶解度的差異，使溶質進行液液傳質，以達到分
離均相液體混合物的操作。從本質上講，溶劑萃取過程是將被萃取物由親水性轉化
為親油性的過程。這種方法的關鍵在于選擇合適的有機溶劑。
(關鍵字：磷酸 電子級磷酸)
