三氟化氮高纯电子气体专利分析
高纯三氟化氮具有优异的蚀刻速率和选择性，蚀刻时在蚀刻物表面不留任何残留物，是非常良好的清洗剂，同时在芯片制造、高能激光器方面大量运用。文章通過对高纯三氟化氮进行分析，希望给相关工作人员带来一定的借鉴。
标签：高纯三氟化氮；电子气体；专利
作者搜集了有关三氟化氮纯化在世界范围内的专利申请，并对这些专利申请数据进行整合分析。以下将从申请趋势，技术集中度等方面对这些数据进行分析，并给出了三氟化氮纯化的技术发展路线。通过这些分析清晰地呈现了该行业发展历程，也使本行业的技术改进方向逐渐显现出来。 1 申请趋势分析
本节聚焦于三氟化氮纯化的全球专利申请的年度分布状况。
由图1可以看出，三氟化氮纯化技术在上世纪70年代末起源，发展到80年代末到达巅峰。由于
在三氟化氮纯化领域的研究技术较集中，因此，主要申请人进入或退出市场对申请趋势影响显著。80年代末的申请高峰是由于主要申请人日本三井东压化学株式会社集中研究并提出一系列申请所致。上世纪90年代，随着三井东压化学株式会社申请量的减少，三氟化氮的纯化技术进入调整期，申请量较低，直到本世纪初至今，各国申请人相继进入市场，申请量逐步攀升，三氟化氮的纯化技术进一步发展。 2 技术集中度分析
2.1 地区集中度分析
由表1可以看出，日、韩、美在三氟化氮纯化技术领域专利产出量较大，三国专利产出份额占到了全球专利产出的三分之二，中国紧随其后，占到了全球专利产出的13%，其它各国有少量分布。三氟化氮纯化技术的地区集中度较高，技术主要集中在日、韩、美和中国。
2.2 申请人集中度分析
由图2可以看出，三氟化氮的纯化技术主要集中在上述主要申请人手中，技术集中度较高。尤其以日本三井东压化学株式会社为最多，体现了这一公司在此领域的垄断地位。
3 技术发展路线
3.1 低温精馏法
粗品NF3在低温精馏塔中，不同沸点的组分经过多次蒸发、冷凝的气液平衡过程得到分离。低温精馏法主要是在上世纪八十年代末应用，日本三井东压化学株式会社提出了先冷却液化再深度冷却精馏[1]，以及在内壁包覆有氟化镍的釜内加热精馏[2]。
3.2 共沸精馏法
共沸精馏法起源于上世纪九十年代，沿用至今。美国纳慕尔杜邦公司在夹带剂的存在下共沸精馏[3]，韩国索迪夫材料公司在惰性气体下共沸精馏[4]制备高纯NF3。
3.3 化学吸收法
在NF3生产过程中产生的一些酸性、氧化性气体，可用碱性或者还原性溶液吸收去除。化学吸收法从上世纪九十年代沿用至今，三井化学用碱水溶液、碱性或还原性溶液吸收[5]以及通过热交换精制装置除水[6]等专利都代表了化学吸收法的典型应用。
3.4 化学转化法
NF3粗品气中含有的N2F2、N2F4等氮氟化合物杂质，可以采用金属催化剂使其分解，从而除去。化学转化法应用更加广泛，从上世纪八十年代沿用至今。上世纪八十年代，日本三井东压化学株式会社提出了一系列化学转化法制备高纯NF3的专利申请[7，8，9]。随后至今，中央硝子株式会社提出以金属氟化物氟化制备高纯NF3[10]，七一八所提出用裂解塔填装金属填料制备高纯NF3。
3.5 选择吸附法
选择吸附法是NF3纯化中最常用的方法，根据NF3粗品气体中各组分的物理性质的差异，可以选择适宜的吸附剂从NF3中分离出N2F2、NxOy、CF4、H2O等杂质。选择吸附法专利数量最多，发展历程也最长，1978年，气体产品与化学公司就提出了采用合成沸石吸附剂选择吸附制备高纯NF3，随后，三井东压化学公司，气体产品与化学公司，株式会社晓星，霍尼韦尔公司等分别从吸附剂的选择、特定杂质的去除等方面提出多篇选择吸附制备高纯NF3的专利申请。
4 结束语
由于三氟化氮纯化技术领域专利产出国和主要申请人较集中，因此整个行业的发展与这少数几个申请人的技术水平密切相关。美国气体产品与化学公司早于1978年提出吸附法精制三氟化氮的技术，开辟了技术发展的先河，并且这一技术被后人广泛借鉴引用。日本东压化学株式会社上世纪80年代进入该领域并迅猛发展，提出了一系列不同技术纯化三氟化氮的专利申请，技术覆盖面广泛，引领了三氟化氮纯化的发展，但从上世纪90年代到本世纪初，东压化学申请量显著下降，逐渐淡出市场。美国纳慕尔杜邦公司和气体产品与化学公司则紧随其后，稳步发展。进入21世纪，韩国株式会社晓星进入市场，申请量骤然增加，但其技术较单一，仅针对改变吸附沸石的处理方式提出了一系列吸附法纯化三氟化氮的专利申请。
在三氟化氮的纯化技术领域，由于不同的杂质特性不同，从而去除方法存在差异。因此，根据三氟化氮气体中所含有杂质的种类将现有技术中去除每一相应杂质的优异方法联用，将会得到良好的效果。
参考文献
[1]HARADA I et al. JPH01122910A，19890516[P].
[2]HARADA I et al. JPH01261208A，19891018[P].
[3]Ralph Newton Miller et al. US2003/0129118A1，20030710[P].
[4]LEE Y et al.KR20070028734A，20070313[P].
[5]HARADA I et al.JPH11349304A，19991221[P].
[6]HAYASHIDA H et al.JP2002-68716A，20020308[P].
[7]HARADA I et al. JPS63151608A，19880624[P].
[8]HARADA I et al.JPS63195103A，19880812[P].
[9]HARADA I et al. JPS63201007A，19880819[P].
[10]SUENAGA T.JPH11116214A，19990427[P].
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