氟化物气体的制造方法技术

本发明专利技术提供一种氟化物气体的制造方法，该方法能简便且降低制造成本而制造ＢＦ３、ＳｉＦ４、ＧｅＦ４、ＰＦ５或ＡｓＦ５等氟化物气体。本发明专利技术的氟化物气体的制造方法的特征在于，通过将包含能与氟原子形成多原子离子的原子的化合物加入氟化氢溶液中，使得在氟化氢溶液中生成该多原子离子，并生成由所述氟原子和能与该氟原子形成多原子离子的所述原子构成的氟化物气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更具体地，涉及能简便且低成本地制造以下 氟化物气体的，即作为硅晶片的掺杂剂和各种氟化合物制造的原 料，在半导体领域、化学领域、医药品领域有用的物质的三氟化硼(BF3)、四氟化硅(SiF4)、 四氟化锗(GeF4)、五氟化磷(PF5)、五氟化砷(AsF5)等。
技术介绍
作为氟化物气体的一种的BF3气体的制造方法，已知的方法是，例如，使氧化硼与 氢氟酸反应，合成氟化硼水溶液，在该水溶液中添加硫酸或发烟硫酸中的至少任意一种，由 此发生硫酸等的脱水作用，生成BF3气体。另外，作为SiF4的制造方法，有如下方法(1)将氟硅酸钡等金属氟硅化物加热分 解而取得的方法、(2)通过氧化硅和氟硫酸的反应而制造的方法、(3)使硫酸在氧化硅与氟 石的混合物中反应而制造的方法等。进而，作为GeF4的制造方法，有如下方法，即(4)将六氟锗酸钡等金属氟化锗化 合物加热分解而取得的方法、(5)在四氯化锗中加入氟化剂，例如氟化锌或三氟化锑和五氯 化锑的混合物使其反应的方法。另外，(6)专利文献1中公开了通过金属锗和氟气或三氟 化氮的反应而取得的方法。作为PF5或AsF5的制造方法，已知的有如下方法，即(7)通过六氟磷酸锂等金属 氟化磷化合物或六氟砷酸锂等金属氟化砷化合物的加热分解而取得的方法、(8)五卤化磷 或五卤化砷与氟化氢反应的方法。另外，(9)专利文献2中公开了使三卤化磷或三卤化砷 与氯、溴、碘这样的卤素气体和氟化氢反应的制造方法。在所述BF3的制造方法中，大量生成含硼的硫酸废液，需要设备和成本对其进行处 理。另外，得到的BF3中混入有杂质SO3等硫成分。在所述SiF4的制造方法(1)和(3)中，需要将反应体系处于高温，加热需要的成 本增高。另外，在方法O)中生成含氢氟酸的硫酸废液副产物、在方法(3)中生成石膏副产 物，需要花费成本对其进行处理。在所述GeF4的制造方法(4)中，有加热成本高的问题。在方法(5)中，得到的GeF4 中混入有氯化合物和锑化合物，难以得到高纯度的GeF4;在方法(6)中，存在如下问题，即 由反应得到的GeF4和作为原料的金属锗发生反应生成固体二氟化锗(GeF2)副产物，其会堵 塞装置和配管，因此会出现不能连续运转的情况。在所述？&或々评5的制造方法中存在诸如以下的问题，S卩，在方法(7)中，用于加 热分解而投入的能量非常高；在方法(8)中，得到的PF5或AsF5中有副产物卤化氢气体；在 方法(9)中，由于在？&或々评5中不仅混入有副产物卤化氢，还混入有作为原料的卤素气 体，因此难以得到高纯度的PF5或AsF5。现有技术文献专利文献专利文献1 特许第3258413号专利文献2 特许第4005174号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是鉴于所述问题而做出的，其目的在于，提供一种， 该方法能简便且降低制造成本而制造BF3、SiF4, GeF4, PF5或AsF5等氟化物气体。解决问题的方法本申请的专利技术人为解决所述现有问题，对进行了研究。其 结果是，发现通过采用下文所述的方法能达到所述目的，从而完成了本专利技术。S卩，为解决所述问题，本专利技术的的特征在于，通过将包含能 与氟原子形成多原子离子的原子的化合物加入氟化氢溶液中，使得在氟化氢溶液中生成该 多原子离子，从而生成由所述氟原子和能与该氟原子形成多原子离子的所述原子构成的氟 化物气体。根据所述方法，通过将包含能与氟原子形成多原子离子的原子的化合物加入氟化 氢溶液中，首先在氟化氢溶液中生成多原子离子。虽然在氟化氢溶液中生成该多原子离子 的详细情况还不清楚，但能生成由氟原子和能与该氟原子形成多原子离子的所述原子构成 的氟化物气体。在所述方法中，通过使溶解了所述多原子离子的氟化氢溶液接触载气，可以将氟 化物气体提取到载气中。另外，在所述方法中，优选地，使用氟化氢气体作为所述载气。进而，在所述方法中，通过使氟化氢从溶解了所述多原子离子的氟化氢溶液中蒸 发，可以生成氟化物气体。优选地，所述多原子离子是从BF4_离子、S iF62_离子、GeF62_离子、PF6_离子及 AsF6-离子构成的群中选择的至少任意一种。专利技术的效果根据本专利技术，通过将包含能与氟原子形成多原子离子的原子的化合物加入氟化氢 溶液中，能够容易地进行氟化物气体的制造。即，例如，由于不必将氟化氢溶液加热至高温， 在常温附近就能生成氟化物气体，因此，可以实现降低制造成本。另外，由于能抑制不需要 的副产物的生成，因此能够降低添加除去副产物的步骤的可能和与此相关的制造成本。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一个实施方案的氟化物气体的制造装置的概略图。图2是示意性地表示本专利技术的其他实施方案的氟化物气体的制造装置的概略图。图3是示意性地表示本专利技术的再其他实施方案的氟化物气体的制造装置的概略 图。附图标记说明1 原料2 解吸塔或蒸馏塔2，反应槽3冷凝器4氟化物气体5槽6泵7加热器8塔釜出液具体实施例方式本专利技术的通过将包含能与氟原子形成多原子离子的原子 的化合物加入氟化氢溶液中，首先在氟化氢溶液中生成多原子离子。作为向氟化氢溶液中 添加时所述化合物的状态，固体状、液体状、气体状都可以。作为所述氟化氢溶液，可以使用将无水氟化氢溶解于水、有机溶剂或水与有机溶 剂的混合溶剂的溶液。更具体地，例如，可以直接使用市售的工业级、普通级、半导体级等的 氢氟酸，或者适当调整其浓度而使用。其中，从减少杂质量的观点来看，优选使用半导体级 的氢氟酸，从制造成本的观点来看，优选使用工业级、普通级的氢氟酸。另外，在所述化合物和氟化氢反应生成气体状副产物的情况下，优选地，通过事先 在另外的步骤中使其与氟化氢反应生成该副产物，之后进行除去该副产物的前处理。其后， 在氟化氢溶液中添加处理后的所述化合物，由此，能够防止氟化物气体中混入副产物，从而 能制造高纯度的氟化物气体。但是，在容易除去气体状副产物的情况下或在生成氟化物气 体的步骤之后设置纯化该氟化物气体的纯化步骤的情况下，并非一定要进行前处理步骤。作为通过所述化合物和氟化氢的反应生成气体状副产物的物质，例如，可以例举 除五氯化砷等的氟化物以外的卤化物。另外，作为其副产物，可以例举氯化氢等的氟化氢以 外的卤化氢。进而，作为除去该副产物的方法，并无特别限定。例如，可以采用如下方法等 方法，即将为得到五氯化砷和氟化氢反应生成的六氟砷酸(HAsF6)在氢氟酸中能比较稳定 地存在的水合形态HAsF6. XH2O所需的水事先加入反应中使用的氟化氢中，将生成的氯化氢 副产物以气体形式与溶解了 HAsF6. XH2O的氢氟酸分离。作为包含能与氟原子形成多原子离子的原子的所述化合物，并无特别限定，例如， 可以列举能与无机或有机氟化物络合盐或氟化氢反应形成氟原子和络离子的化合物。更详 细地，例如，可以列举硼、硅、锗、磷或砷等的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐或卤 化物等。作为所述多原子离子，例如，可以列举BF4_、SiF广、GeF广、PF6_、AsF6_等。在本专利技术中，仅通过将包含能与氟原子形成多原子离子的原子的化合物加入氟化 氢溶液中，就能进行氟化物气体的制造。因此，例如使用金属氟化物络合盐时进行的加热分 解等处理在本专利技术中可以省略。即，如果是本专利技术的，不需要从该反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟化物气体的制造方法，其特征在于，通过将包含能与氟原子形成多原子离子的原子的化合物加入氟化氢溶液中，使得在氟化氢溶液中生成该多原子离子，从而生成由所述氟原子和能与该氟原子形成多原子离子的所述原子构成的氟化物气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：胁雅秀，
申请(专利权)人：斯泰拉化工公司，
类型：发明
国别省市：JP