Trifluorure d'azote - Définition

Introduction

Trifluorure d'azote
Général
Nom IUPAC
Synonymes	trifluoramine
No CAS	7783-54-2
No EINECS	232-007-1
SMILES
InChI
Apparence	gaz incolore, d'odeur caractéristique.
Propriétés chimiques
Formule brute	F3NNF3
Masse molaire	71,0019 ± 0,0002 g·mol-1
Moment dipolaire	0,235 ± 0,004 D
Propriétés physiques
T° fusion	-208,5 °C
T° ébullition	-129,1 °C (144,05 K)
Solubilité	dans l'eau : nulle
Masse volumique	3,003 kg·m-3 1 540 kg·m-3
Thermochimie
ΔH°	11,56 kJ·mol-1 (1 atm, -128,75 °C)
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	13,00 ± 0,02 eV (gaz)
Précautions
Directive 67/548/EEC
Xn O
Phrases R : 8, 20,
Phrases S : 9, 17, 23,
Transport
25    2451
SIMDUT
A, D1A,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le trifluorure d'azote est un composé inorganique de formule brute NF₃. Ce composé azote-fluor est un gaz incolore, toxique, inodore, non inflammable. Il est de plus en plus utilisé comme graveur chimique en micro-électronique.

Applications

Le trifluorure d'azote est utilisé pour la gravure ionique réactive des wafers en silicium. Le NF₃ y est décomposé in situ en azote et fluor, et les radicaux fluor obtenus agissent comme des agents nettoyants qui attaquent le silicium. Il peut être aussi utilisé avec le nitrure de silicium, le siliciure de tungstène, et le tungstène produits par dépôt chimique en phase vapeur. Dans toutes ces applications, le NF₃ a été choisi vers l'an 2000 comme substitut plus protecteur pour l'environnement aux perfluorocarbures comme l'hexafluoroéthane (C₂F₆) et l'hexafluorure de soufre (SF₆). Les deux tiers environ des PFC s'échappaient dans l'atmosphère ; on considérait que le NF₃ avait de bien moindres chances de s'échapper dans l'air.

Le trifluorure d'azote est aussi utilisé dans les lasers à fluorure d'hydrogène et de deutérium, qui sont deux types de lasers à gaz. On le préfère au difluor gazeux parce qu'il est plus facile à manipuler, car considérablement plus stable.

On peut l'utiliser avec l'acier et le Monel, ainsi qu'avec plusieurs plastiques.

Gaz à effet de serre

Le NF₃ ne fait pas partie des gaz à effet de serre réglementés par le Protocole de Kyoto.

Bien que le NF₃ ait un potentiel de réchauffement global élevé (estimé 17 200 fois celui du CO₂ sur une période d'un siècle, ce qui le place en second sur ce critère, derrière le SF₆.), son forçage radiatif dans l'atmosphère terrestre est très faible, estimé à 0,001 W.m^-2, puisqu'il n'y est relâché que dans des quantités très faibles : en 2008, le contenu total de ce gaz dans l'atmosphère est estimé à 5 400 tonnes (en augmentation d'environ 11 pour cent par an), et sa concentration maximum dans l'atmosphère telle qu'elle est évaluée est inférieure à 0,16 parties par billion (ppt) en volume. Une étude de 2008, utilisant des techniques d'échantillonnage améliorées a trouvé une concentration troposphérique planétaire moyenne de 0,454 parties par billion (ppt) par fraction de mole d'air sec. Sa durée de séjour dans l'atmosphère est estimée à 740 ans, bien que des travaux récents suggèrent une durée légèrement plus courte de 550 ans (et un PRG correspondant de 16 800 fois celui du CO₂).

Les applications industrielles utilisant le NF₃ le décomposent, alors que les composés réglementés que sont le SF₆ et les PFC sont généralement relâchés dans l'air.