[發明專利]鹵化氮的合成方法

無效

• 申請號: 200680020569.8
• 申請日: 2006-06-16
• 公開（公告）號: CN101193819A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 毛利勇;宮崎達夫
• 申請（專利權）人: 中央硝子株式會社
• 主分類號: C01B21/083
• 分類號: C01B21/083
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及合成NF₃與鹵化氮的方法，NF₃對于諸如CVD裝置等半導體制造裝置的內部清洗是有用的，而鹵化氮作為從低級正烷基汞化合物合成二氟氨基烷烴的原材料是有用的。

發明背景

迄今為止，作為用于生產鹵化氮的方法，已有A.V.PANKRATOV等人從NH₄Cl與F₂制造NF₂Cl和NFCl₂的報告(非專利文獻1)。對于利用鹵間化合物合成NF₂Cl與NF₃，有在從-40℃至室溫下使固態NH₄F與用N₂等稀釋到35％或更低的ClF₃反應的方法(專利文獻1)，以及將固態NH₄F或固態NH₄HF₂在氟代烴油中分散并在50-75℃的溫度范圍內與ClF₃反應的方法(專利文獻2)等。前一方法為固體-氣體反應，并存在反應控制及連續合成困難的問題。后一方法有氟代烴油通過局部反應熱的生成與ClF₃反應而導致爆炸的危險，并擔心所制備的NF₂Cl受碳油的霧和蒸氣污染而降低純度。已知NF₂Cl是通過HNF₂與ClF₃反應制備的，而NF₃則是通過ClF₅與HNF₂反應制備的(非專利文獻2)。這些方法具有難于合成HNF₂本身的問題。

此外，諸如NFCl、NF₂Br與NFBr₂這樣的鹵化氮化合物也是已知的(非專利文獻3、非專利文獻4、及非專利文獻5)。

作為制備鹵化氮之一的NF₃的方法，已知有(a)將氣態F₂吹入液態酸性氟化銨或銨絡合物的HF-加合物(HF-adduct)的方法(專利文獻3與專利文獻4)，(b)通過電解酸性氟化銨的HF溶液的方法(專利文獻5)，(c)將氣態NH₃與氣態F₂反應的方法(專利文獻6)，(d)通過N₂與F₂氣態混合物輝光放電的方法(專利文獻7)，(e)通過FN₃與NOF或ClF₃之間的氣相反應的方法(專利文獻8)，(f)通過固體(NH₄)₃AlF₆與F₂之間的反應的方法(專利文獻9)。

然而，在方法(a)中，為了提高氣態F₂與液體之間的接觸效率，必須以高能動力進行液體攪拌。因此，存在著反應器的結構在機械上變得復雜以及需要大能量的問題。此外，還存在產生巨大的反應熱量的問題，使得難于增加裝置的大小，并且使合成成為可能的溫度范圍是窄小的。電解方法(b)具有需要大量電能的問題，以及由于通過Ni電極的溶蝕導致溶渣的生成和由于H₂與NF₃的混合而存在著爆炸的危險。方法(c)伴隨著爆炸的危險。方法(d)由于收率低而不是可取的方法。方法(e)與(f)由于必須合成FN₃與(NH₄)₃AlF₆本身，因而是繁復與困難的。

專利文獻1：US專利第3084025號說明書

專利文獻2：US專利第3314770號說明書

專利文獻3：日本特公昭55-8326號

專利文獻4：日本特開平9-221307號

專利文獻5：日本特公昭47-16418號

專利文獻6：日本特開平02-255513號

專利文獻7：US專利第3304248號說明書

專利文獻8：US專利第4001380號說明書

專利文獻9：日本特開昭60-71503號

非專利文獻1：ДОКΛАДЪI?АКА?ДЕМИИ?НАУКCCCP，Vol.182，No.1(1968)

非專利文獻2：Pilipovich，Donald，Schack，Carl?J.，Inorganic?Chem.，7(2)，386-7，(1968)