三氟化氮

理化性质

三氟化氮化学式NF3。无色、无臭、性质稳定的液化气体，不溶于水和碱，化学上较惰性，但赤热时与金属、非金属作用，与油和脂肪发生反应，与氢气激烈作用。

高纯三氟化氮几乎没有气味,它是一种热力学稳定的氧化剂,大约在350℃左右可分解成为二氟化氮和氟气,故其反应性质类似于氟。三氟化氮用作氧化剂时,在发生反应的同时,可作为二氟化氮游离基的供给源。比较常见的包装有两种20KG/44L钢瓶和8~14吨装的ISO管束槽。
毒性大，与氟化物和氢氟酸类似。急性毒性： 大鼠吸入LC50176ppm(lh)。
美国规定作业环境空气中最高容许浓度为10ppm (30mg/m3)。

背景

我国的三氟化氮的研究是从上世纪80年代开始的，主要单位是中国船舶重工集团718研究所。三氟化氮产业发展大体上分三个阶段，最早是用于国防工业，主要是少量生产自用其次是上世纪末随着经济的发展，三氟化氮产业化的研究迅猛发展，电子工业用三氟化氮相继问世第三个阶段是近年在电子工业迅猛发展的推动下。国内三氟化氮的生产线相继投产，其制造水平已与国外发达国家水平相当。由于电子工业用气体的特点是市场需求急迫，发展速度很快，技术难度较大，面对国际上三氟化氮产业的快速发展，与之相比国内三氟化氮生产企业相对比较弱小。

用途

三氟化氮（NF3）主要用途是用作氟化氢－氟化气高能化学激光器的氟源，在h2-O2 与F2之间反应能的有效部分（约25%）可以以激光辐射释放出，所 HF-OF激光器是化学激光器中最有希望的激光器。三氟化氮是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，对硅和氮化硅蚀刻，采用三氟化氮比四氟化碳和四氟化碳与氧气的混合气体有更高的蚀刻速率和选择性，而且对表面无污染，尤其是在厚度小于1.5um的集成电路材料的蚀刻中，三氟化氮具有非常优异的蚀刻速率和选择性，在被蚀刻物表面不留任何残留物，同时也是非常良好的清洗剂。

应用

IC方面：由于作为半导体工业中气体清洗剂的全氟烃(PFC)对环境有害,近年来有逐渐被三氟化氮(NF3)取代之势。使用NF3作为化学蒸气沉积(CVD)箱清洗剂,与全氟烃相比,可减少污染物排放量约90%,且可显著提高清洗速度,从而可提高清洗设备能力约30%。
LCD方面：NF3还可用作蚀刻剂,也用于液晶显示器(LCD)的加工。
太阳能电池：NF3作为蚀刻和清洗气体也在太阳能电池制造行业广泛应用。

生产方法

目前三氟化氮工业化生产主要有两条路线,一是合成法:将氟化氢铵在镍制反应器中加热,氟气、氮气和氨通过分布器进入反应器直接氟化反应。二是电解法:在一定温度下,电解熔融的氟化氢铵,电解过程中阳极产生三氟化氮,阴极产生氢气。我国三氟化氮生产厂家的生产方法为上述两种方法。

类别

有害气体

毒性分级

中毒

急性毒性

吸入- 大鼠 LC50: 6700 PPM/ 1 小时 吸入- 小鼠 LC50: 2000 PPM/4小时

可燃性危险特性

遇氢气、油脂助燃 受热分解有毒氟化物和氮氧化物气体

储运特性

库房通风低温干燥 轻装轻卸 与氢气、还原剂、油脂分开存放

灭火剂

雾状水、泡沫

职业标准

TWA 29 毫克/ 立方米 STEL 29 毫克/ 立方米