У паўправадніку—У эксперыментах з прыладамі хімічная ачыстка азначае выдаленне розных шкодных прымешак або алейных забруджвальнікаў, адсарбаваных на паверхнях паўправаднікоў, металічных матэрыялаў і лабараторнага посуду. Пры ачыстцы выкарыстоўваюцца хімічныя рэагенты і арганічныя растваральнікі для запуску хімічных рэакцый і эфектаў растварэння прымешак і алейных забруджвальнікаў, адсарбаваных на паверхнях дэталяў. Для дэсорбцыі прымешак з паверхняў дэталяў могуць прымяняцца і фізічныя меры, такія як ультрагукавая апрацоўка, награванне і вакуумная адпампоўка. Затым дэталі прамываюцца вялікімі аб'ёмамі высокатрывалай вады.—чысціня гарачая—і—халоднай дэіянізаванай вадой для атрымання чыстых паверхняў.
1.1 Важнасць хімічнай ачысткі
Хімічная ачыстка патрабуецца для кожнага эксперыменту ў працэсе тэсціравання. Якасць хімічнай ачысткі аказвае вырашальны ўплыў на вынікі эксперыментаў. Няправільная ачыстка можа прывесці да няўдалых або неякісных—якасныя эксперыментальныя вынікі. Такім чынам, разуменне функцый і прынцыпаў хімічнай ачысткі мае важнае значэнне для паспяховых эксперыментаў па працэсе.
Як добра вядома, адной з ключавых уласцівасцей паўправаднікоў з'яўляецца іх высокая адчувальнасць да прымешак. Нават слядовыя прымешкі ў дэталях—за—мільённы ўзровень можа змяніць фізічныя ўласцівасці паўправаднікоў. Гэтая ўласцівасць выкарыстоўваецца для стварэння паўправадніковых прылад з рознымі функцыямі шляхам легавання. Тым не менш, гэтая ж уласцівасць стварае праблемы для паўправадніковых прылад.—эксперыменты з прыладамі. Хімічныя рэагенты, інструменты для апрацоўкі і вада для ачысткі могуць служыць крыніцамі шкоднага забруджвання прымешкамі. Нават бездакорныя паўправадніковыя пласціны будуць адчуваць прыкметнае забруджванне прымешкамі пасля працяглага ўздзеяння навакольнага паветра. Хімічная ачыстка ліквідуе шкоднае забруджванне прымешкамі і падтрымлівае чысціню крэмнію.—паверхні вафель.
1.2 Аб'ём хімічнай ачысткі
Хімічная ачыстка ў асноўным падзяляецца на тры катэгорыі:
Ачыстка сілікону—паверхні пласцін;
Ачыстка металічных матэрыялаў (напрыклад, вальфрамавых нітак для выпарных электродаў, малібдэнавых лістоў для выпарных апор, алюмініевых сплаваў для крыніц выпарэння, хрому для хрому—выраб маскі);
Ачыстка інструментаў і ёмістасцей (напрыклад, металічных пінцэтаў, кварцавых трубак, шкляных кантэйнераў, графітавых формаў, вырабаў з пластыка і гумы).
1.3 Тыпы забруджвальных прымешак на крэмніі—Паверхні вафель
(1) Малекулярны—Тып прымешак Адсорбцыя
Тыповы малекулярны—утвараюць забруджвальнікі, адсарбаваныя на крэмніі—Паверхні пласцін утрымліваюць натуральныя або сінтэтычныя тлушчы, смалы і алеі. Прымешкі, якія ўносяцца падчас рэзкі, шліфоўкі і паліроўкі падкладкі, часцей за ўсё адносяцца да гэтай катэгорыі. Іншыя крыніцы ўключаюць адбіткі пальцаў, рэшткі фотарэзісту і рэшткі арганічных рэчываў.—адклады растваральнікаў.
Малекулярны—Прымешкі тыпу ў асноўным фізічна адсарбуюцца і звязваюцца з крэмніем—паверхні пласцін электрастатычным прыцягненнем. Малекулы тлушчаў, смол і алеяў звычайна не—палярная. Сувязь узнікае з-за прыцягнення паміж нейтральнымі малекуламі прымесей і незадаволенымі рэшткавымі сіламі паверхневых атамаў крэмнію. Гэта ўзаемадзеянне эквівалентна сілам Ван-дэр-Ваальса паміж малекуламі ў малекулярных крышталях. Такія сілы прыцягнення адносна слабыя і хутка згасаюць з павелічэннем міжмалекулярнай адлегласці. Эфектыўны дыяпазон узаемадзеяння складае прыблізна 2—3×10⁻⁸см (2—3 Å), параўнальныя з дыяметрамі малекул. Такім чынам, малекулярныя—Забруджванні тыпу можна параўнальна лёгка выдаліць.
Яшчэ адна важная характарыстыка заключаецца ў тым, што большасць малекулярных—тып забруджвальнікаў - вада—нерастваральныя арганічныя злучэнні. Іх адсорбцыя ператварае крэмній—паверхні пласцін гідрафобныя, што перашкаджае эфектыўнаму кантакту паміж дэіянізаванай вадой / кіслатой—шчолачныя растворы і паверхні пласцін. Гэта прадухіляе ўзаемадзеянне рэагентаў з паверхневымі часціцамі і перашкаджае эфектыўнай хімічнай ачыстцы.
(2) Іанічная—Тып прымешак Адсорбцыя
Агульны іон—утвараюць прымешкі, адсарбаваныя на крэмніі—паверхні пласцін ўключаюць K⁺, На⁺, Каліфорнія²⁺, Мг²⁺, Fe²⁺, Н⁺, Агаё⁻, Ф⁻, Кл⁻, С²⁻, Каларада₃²⁻і гэтак далей. Гэтыя прымешкі паходзяць з розных крыніц: навакольнага паветра, посуду і абсталявання, хімічных рэчываў, нізкіх—чысціня дэіянізаванай вады, вадаправоднай вады, выдыханага паветра і поту аператара.
Іанічная—тып адсорбцыі ў асноўным належыць да хемасорбцыі. Іоны прымешак звязваюцца з паверхнямі пласцін шляхам хімічных—сілы сувязі. Раўнаважныя адлегласці паміж іонамі прымешак і паверхневымі атамамі надзвычай кароткія, таму адсарбаваныя іоны можна разглядаць як частку крэмніевай рашоткі. Хемісарбаваныя іонныя прымешкі могуць выступаць у якасці цэнтраў захопу: некаторыя звязваюць свабодныя электроны рашоткі і служаць акцэптарамі; іншыя захопліваюць свабодныя дзіркі і функцыянуюць як донары. З-за моцных сіл хемісарбцыі выдаленне іонных прымешак значна складаней, чым ліквідацыя малекулярных забруджвальнікаў.
(3) Атамны—Тып прымешак Адсорбцыя
Атамны—Павярхоўныя забруджвальнікі ў асноўным з'яўляюцца атамамі металаў, такімі як золата, срэбра, медзь, жалеза і нікель. Гэтыя атамы металаў звычайна ўтвараюцца ў выніку рэакцый аднаўленчага выцяснення ў кіслых травільных растворах, асядаючы на крэмніі.—паверхні вафель.
Атамны—тып адсорбцыі праяўляе наймацнейшую сілу звязвання і яго цяжэй за ўсё ліквідаваць. Цяжкі—Атамы металаў, такіх як золата і плаціна, амаль не рэагуюць са звычайнымі кіслотамі і шчолачамі. Таму для ўтварэння растваральных комплексаў патрабуюцца спецыяльныя рэагенты, такія як царская гарэлка. Пасля гэтага комплексныя металічныя часціцы вымываюцца высокімі—чысціня дэіянізаванай вады.
1.4 Агульны крэмній—Працэдура ачысткі вафлі
Як прааналізавана вышэй, малекулярныя—Прымешкі тыпу параўнальна лёгка выдаліць. Астатнія малекулярныя забруджвальнікі могуць маскіраваць іённыя—і атамныя—тып прымешак і перашкаджаюць іх выдаленню. Адпаведна, малекулярныя забруджвальнікі павінны быць цалкам выдалены спачатку падчас выпрацоўкі крэмнію—хімічная ачыстка пласцін.
Іанічная—і атамныя—Прымешкі тыпу хемасарбуюцца з моцнай паверхневай афіннасцю. Атамныя забруджвальнікі звычайна прысутнічаюць у невялікіх колькасцях і інертныя да звычайных кіслот і шчолачаў; яны могуць растварацца толькі царскай гарэлкай або кіслым вадародам.—растворы перакісу вадароду. Царская гарэлка і кіслы перакіс вадароду таксама раствараюць іённыя прымешкі. У стандартным працоўным працэсе выкарыстоўваецца кіслата—шчолачныя растворы або шчолачны перакіс вадароду для папярэдняга выдалення іённых прымешак. Рэшткавыя іённыя забруджванні і атамныя прымешкі затым выдаляюцца з дапамогай царскай гарэлкі або кіслотнага перакісу вадароду. Апошняе паласканне высокай ступенню—чыстая дэіянізаваная вада завяршае працэс.
Карацей кажучы, агульны крэмній—Паслядоўнасць ачысткі пласцін: абястлушчванне→Выдаленне іонаў→Атамны—выдаленне прымешак→Дэіянізаваны—прамыванне вадой.
Крэмніевыя пласціны павінны праходзіць хімічную ачыстку перад кожным эксперыментам. Тым не менш, стан паверхні адрозніваецца ад эксперыменту да эксперыменту. Адпаведна, хімічныя рэчывы для ачысткі і прыярытэтныя мэты адрозніваюцца. Практычныя рабочыя працэсы ачысткі гнуткія. Канкрэтныя метады і этапы павінны вызначацца ў кожным канкрэтным выпадку.—by—у залежнасці ад канкрэтнага выпадку ўборкі—патрабаванні да эфекту.
1.5 Ачыстка звычайных металаў і посуду
Металічныя матэрыялы і лабараторныя інструменты з'яўляюцца асноўнымі крыніцамі крэмнію—забруджванне пласцін. Старанная ачыстка металаў і посуду абавязковая для гарантыі—чысціня паверхні. Агульны прынцып чысткі металаў і посуду: спачатку выдаліце тлушчавыя забруджванні; правядзіце травленне або мыццё кіслотамі, шчолачамі, мыйнымі растворамі або царскай гарэлкай; і завяршыце дбайным прамываннем высокай тэмпературай.—чысціня дэіянізаванай вады.
2 Веды па бяспецы
У эксперыментах часта выкарыстоўваюцца розныя хімічныя рэчывы і газы, у тым ліку лёгкаўзгаральныя, выбуховыя, таксічныя і каразійныя кіслоты.—шчолачныя рэчывы. Няправільнае абыходжанне можа прывесці да няшчасных выпадкаў. Неабходна надаць прыярытэт прафілактычным мерам. У выпадку няшчаснага выпадку захоўвайце спакой і неадкладна прыміце адпаведныя карэкціруючыя меры.
2.1 Бяспечнае абыходжанне з арганічнымі растваральнікамі
Звычайныя арганічныя растваральнікі ўключаюць талуол, ацэтон, этанол, метылэтылкетон, трыхларэтылен і чатыроххларыд вугляроду. Большасць арганічных растваральнікаў лёгкаўзгаральныя і запальваюцца пры высокіх тэмпературах.—тэмпературных умоў або побач з адкрытым агнём. Захоўвайце іх у прахалодных месцах удалечыні ад крыніц узгарання. Не награвайце ёмістасці з растваральнікам непасрэдна на электрычных плітах; ваду—Пры неабходнасці ацяплення пераважней выкарыстоўваць ацяпленне ванны. У выпадку пажару патушыце полымя вільготнай тканінай, дробным пяском, вуглём—дыяксідныя вогнетушыцелі, вугляродныя—тэтрахларыдныя вогнетушыцелі або пенапластавыя вогнетушыцелі. Ніколі не выкарыстоўвайце ваду або ваду—на аснове кіслаты—шчолачныя вогнетушачыя рэчывы.
Арганічныя растваральнікі лятучыя і валодаюць рознай ступенню таксічнасці. Усе аперацыі павінны выконвацца ўнутры выцяжных шаф з належнай вентыляцыяй.
2.2 Бяспечнае абыходжанне з кіслотамі і шчолачамі
У эксперыментах выкарыстоўваюцца моцныя—кіслотныя растворы, такія як серная кіслата, азотная кіслата, саляная кіслата, плавікавая кіслата і царская гарэлка, а таксама моцныя—шчолачныя растворы, у тым ліку гідраксід натрыю і гідраксід калію. Гэтыя рэчывы вельмі агрэсіўныя для скуры і адзення чалавека, што патрабуе ўважлівага кантролю бяспекі эксплуатацыі.
Усталюйце эфектыўныя сістэмы вентыляцыі і выцяжкі ў месцах, дзе могуць назапашвацца пары кіслот або шчолачаў.
Аператары павінны насіць адпаведныя сродкі абароны, такія як гумовыя пальчаткі і рэспіратары.
Ніколі не піпетуйце растворы кіслот або шчолачаў ротам; выкарыстоўвайце піпеткі з гумовымі грушамі.
Будзьце асцярожныя падчас транспарціроўкі, каб пазбегнуць перакульвання або разбіцця бутэлькі. Пры адкрыцці кантэйнераў трымайце адтуліны бутэлек далей ад персаналу.
Заўсёды павольна дадавайце серную кіслату ў ваду для развядзення. Ніколі не налівайце ваду ў канцэнтраваную серную кіслату.
Перад нейтралізацыяй развядзіце канцэнтраваныя кіслоты або шчолачы вадой, а затым правядзіце нейтралізацыю з выкарыстаннем адпаведных раствораў шчолачаў або кіслот.
Пустыя ёмістасці, у якіх раней захоўваліся канцэнтраваныя кіслоты або шчолачы, павінны быць цалкам асушаны, неаднаразова прамыты вадой, а затым падвергнуты звычайным працэдурам ачысткі.
У выпадку ўздзеяння кіслаты—Пры апёках шчолачамі неадкладна прамыйце пашкоджаныя тканіны вялікай колькасцю праточнай вады. Пры трапленні пырскаў у вочы хутка прамыйце вочы вялікай колькасцю вады з-пад крана. Пасля прамывання неадкладна звярніцеся па медыцынскую дапамогу, незалежна ад ступені апёку або траплення ў вочы.
2.3 Бяспечнае абыходжанне з газамі
Эксперыментальныя газы падаюцца праз высокія—балоны пад ціскам або газаправоды. Змешванне некаторых газаў можа прывесці да ўзгарання або выбуху.
Газавыя балоны каляровыя—закадзіраваны і маркіраваны для ідэнтыфікацыі газаў, якія змяшчаюцца ў балонах. Балоны ўтрымліваюць газ пад высокім ціскам; толькі што запоўненыя балоны дасягаюць прыблізна 150 кг/см²Падчас захоўвання і выкарыстання неабходна выконваць спецыяльныя меры бяспекі.
Пазбягайце ўздзеяння прамых сонечных прамянёў на газавыя балоны летам. Трымайце лёгкаўзгаральныя матэрыялы і крыніцы ўзгарання далей ад балона.—зоны захоўвання.
Захоўвайце пары газаў, якія пры кантакце рэагуюць гаруча або выбухова (напрыклад, балоны з вадародам і кіслародам), у асобных ізаляваных памяшканнях, каб пазбегнуць няшчасных выпадкаў, выкліканых уцечкай газу.
Не адпампоўвайце газ цалкам; падтрымлівайце пэўны рэшткавы ціск у балонах.
Прадухіляйце забруджванне клапанаў і ключоў балонаў тлушчам.
Пры выкарыстанні вадароду неабходна выдаліць паветра з абсталявання інэртным газам, праверыць усю сістэму на наяўнасць уцечак і ўсталяваць разраднікі для прадухілення зваротнага полымя.
2.4 Бяспечнае абыходжанне з таксічнымі рэчывамі
Прадухіляйце атручванні пры працы з таксічнымі хімічнымі рэагентамі і злучэннямі ў эксперыментах. Асноўныя прынцыпы бяспекі наступныя:
Працуйце ўнутры выцяжных шаф. Апрацоўвайце рэшткі адходаў і адпрацаваныя вадкасці перад тым, як утылізаваць іх у спецыяльна адведзеных бяспечных месцах.
Карыстайцеся рэспіратарамі і ахоўнымі пальчаткамі. Любой цаной пазбягайце кантакту са скурай і прыёму таксічных рэчываў унутр.
Пасля завяршэння эксперыментаў старанна прамыйце пальчаткі вадой, перш чым зняць іх.
Час публікацыі: 30 ліпеня 2026 г.