Войти
 | |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Имена ИЮПАК Гексафторид вольфрама Фторид вольфрама (VI) | |||
| Идентификаторы | |||
| Количество CAS | |||
| 3D модель ( JSmol ) | |||
| ECHA InfoCard | 100.029.117  | ||
| PubChem CID | |||
| UNII | |||
| Панель управления CompTox ( EPA) | |||
ИнЧИ
| |||
Улыбки
| |||
| Характеристики | |||
| Химическая формула | WF 6 | ||
| Молярная масса | 297,830 г / моль | ||
| Появление | Бесцветный газ | ||
| Плотность | 12,4 г / л (газ) 4,56 г / см 3 (-9 ° C, твердое вещество) | ||
| Температура плавления | 2,3 ° С (36,1 ° F, 275,4 К) | ||
| Точка кипения | 17,1 ° С (62,8 ° F, 290,2 К) | ||
| Растворимость в воде | Гидролизует | ||
| Магнитная восприимчивость (χ) | −40,0 10 −6 см 3 / моль | ||
| Состав | |||
| Молекулярная форма | Восьмигранный | ||
| Дипольный момент | нуль | ||
| Опасности | |||
| Основные опасности | Токсичный, коррозионный; дает HF при контакте с водой | ||
| точка возгорания | Не воспламеняется | ||
| Родственные соединения | |||
| Другие анионы | Гексахлорид вольфрама Гексабромид вольфрама | ||
| Другие катионы | Фторид хрома (VI) Фторид молибдена (VI) | ||
| Родственные соединения | Фторид вольфрама (IV) Фторид вольфрама (V) | ||
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
 Y проверить ( что есть ?)  Y  N | |||
| Ссылки на инфобоксы | |||
Фторид вольфрама (VI), также известный как гексафторид вольфрама, представляет собой неорганическое соединение с формулой W F 6. Это токсичный, едкий, бесцветный газ с плотностью около 13 г / л (примерно в 11 раз тяжелее воздуха). Это один из самых плотных известных газов при стандартных условиях. WF 6 обычно используется в полупроводниковой промышленности для формирования вольфрамовых пленок в процессе химического осаждения из паровой фазы. Этот слой используется в металлическом « межсоединении » с низким удельным сопротивлением. Это один из семнадцати известных бинарных гексафторидов.
Молекула WF 6 является октаэдрической с точечной группой симметрии O h. Связующие расстояния W – F равны 183.2 ч. Между 2,3 и 17 ° C гексафторид вольфрама конденсируется в бледно-желтую жидкость, имеющую плотность 3,44 г / см 3 при 15 ° С. В При температуре 2,3 ° C он замерзает в белое твердое вещество, имеющее кубическую кристаллическую структуру, постоянную решетки 628 мкм и расчетную плотность. 3,99 г / см 3. В −9 ° C эта структура превращается в ромбическое твердое тело с постоянными решетки a = 960,3 пм, b = 871,3 пм, и c = 504,4 пм, а плотность 4,56 г / см 3. В этой фазе расстояние W – F составляет 181 пм, а средние значения ближайших межмолекулярных контактов составляют 312 вечера. В то время как газ WF 6 является одним из самых плотных газов, с плотностью, превышающей плотность самого тяжелого элементарного газа радона (9,73 г / л), плотность WF 6 в жидком и твердом состоянии довольно умеренная. Давление паров WF 6 между −70 и 17 ° C можно описать уравнением
где P = давление пара ( бар ), T = температура (° C).
Гексафторид вольфрама обычно получают экзотермической реакцией газообразного фтора с вольфрамовым порошком при температуре между 350 и 400 ° C :
Газообразный продукт отделяется от WOF 4, обычной примеси, путем перегонки. В варианте прямого фторирования металл помещают в нагретый реактор с небольшим давлением от 1,2 до 2,0 фунтов на квадратный дюйм (от 8,3 до 13,8 кПа) с постоянным потоком WF 6, наполненного небольшим количеством газообразного фтора.
Газообразный фтор в указанном выше методе можно заменить на Cl F, ClF. 3 или Br F 3. Альтернативный способ получения фторида вольфрама заключается в реакции триоксида вольфрама (WO 3 ) с HF, BrF 3 или SF 4. Фторид вольфрама также можно получить путем преобразования гексахлорида вольфрама :
При контакте с водой гексафторид вольфрама дает фтористый водород (HF) и оксифториды вольфрама, в конечном итоге образуя триоксид вольфрама :
В отличие от некоторых других фторидов металлов, WF 6 не является ни полезным фторирующим агентом, ни сильным окислителем. Его можно уменьшить до желтого WF 4.
Основное применение фторида вольфрама - в полупроводниковой промышленности, где он широко используется для осаждения металлического вольфрама в процессе химического осаждения из паровой фазы. Расширение отрасли в 1980-х и 1990-х годах привело к увеличению потребления WF 6, которое во всем мире остается на уровне примерно 200 тонн в год. Металлический вольфрам привлекателен своей относительно высокой термической и химической стабильностью, а также низким удельным сопротивлением (5,6 мкОм см) и электромиграцией. WF 6 предпочтительнее родственных соединений, таких как WCl 6 или WBr 6, из-за его более высокого давления пара, что приводит к более высокой скорости осаждения. С 1967 года были разработаны и использованы два способа осаждения WF 6: термическое разложение и восстановление водородом. Требуемая чистота газа WF 6 довольно высока и варьируется от 99,98% до 99,9995% в зависимости от области применения.
Молекулы WF 6 должны быть разделены в процессе CVD. Разложению обычно способствует смешивание WF 6 с водородом, силаном, германом, дибораном, фосфином и родственными водородсодержащими газами.
WF 6 реагирует при контакте с кремниевой подложкой. Разложение WF 6 на кремнии зависит от температуры:
Эта зависимость имеет решающее значение, поскольку при более высоких температурах расходуется вдвое больше кремния. Осаждение происходит селективно только на чистый Si, но не на оксид или нитрид кремния, поэтому реакция очень чувствительна к загрязнению или предварительной обработке подложки. Реакция разложения протекает быстро, но достигает насыщения, когда толщина слоя вольфрама достигает 10–15 микрометров. Насыщение происходит потому, что слой вольфрама останавливает диффузию молекул WF 6 к подложке Si, которая является единственным катализатором молекулярного разложения в этом процессе.
Если осаждение происходит не в инертной, а в кислородсодержащей атмосфере (воздухе), то вместо вольфрама образуется слой оксида вольфрама.
Процесс осаждения происходит при температурах от 300 до 800 ° C и приводит к образованию паров плавиковой кислоты :
Кристалличность полученных слоев вольфрама можно контролировать, изменяя соотношение WF 6 / H 2 и температуру подложки: низкие отношения и температуры приводят к образованию кристаллитов вольфрама с ориентацией (100), тогда как более высокие значения благоприятствуют ориентации (111). Образование HF является недостатком, так как пары HF очень агрессивны и травят большинство материалов. Кроме того, осажденный вольфрам показывает плохую адгезию к диоксиду кремния, который является основным пассивирующим материалом в полупроводниковой электронике. Следовательно, SiO 2 должен быть покрыт дополнительным буферным слоем перед осаждением вольфрама. С другой стороны, травление HF может быть полезным для удаления нежелательных примесных слоев.
Характерными особенностями осаждения вольфрама из WF 6 / SiH 4 являются высокая скорость, хорошая адгезия и гладкость слоя. Недостатками являются опасность взрыва и высокая чувствительность скорости осаждения и морфологии к параметрам процесса, таким как соотношение компонентов, температура подложки и т. Д. Поэтому силан обычно используется для создания тонкого слоя зародышеобразования вольфрама. Затем он переключается на водород, который замедляет осаждение и очищает слой.
Осаждение из смеси WF 6 / GeH 4 аналогично осаждению WF 6 / SiH 4, но слой вольфрама загрязняется относительно (по сравнению с Si) тяжелым германием до концентраций 10–15%. Это увеличивает сопротивление вольфрама примерно с 5 до 200 мкОм см.
WF 6 может использоваться для производства карбида вольфрама.
Как тяжелый газ, WF 6 может использоваться в качестве буфера для контроля газовых реакций. Например, он замедляет химический состав пламени Ar / O 2 / H 2 и снижает температуру пламени.
Гексафторид вольфрама - чрезвычайно агрессивное соединение, которое разрушает любые ткани. Из-за образования плавиковой кислоты при взаимодействии WF 6 с влажностью емкости для хранения WF 6 имеют тефлоновые прокладки.
