Трифторид азота для полупроводников: патентный анализ
Мы продолжаем рассказывать о различных химических веществах, их применении в электронике и, разумеется, патентом аспекте. На этот раз речь пойдет о NF3 (среди отечественных химиков популярна аббревиатура ТФА) — трифторид азота.
Где используется фторид азот?
В микроэлектронике трифторид азота как сильный окислитель применяется для травления и очистки полупроводников, при изготовлении гибких панелей, фотодиодов (LCD, OLED), солнечных элементов, в интегральной фотонике.
В маркетинговом исследовании Nitrogen Trifluoride Market Outlook (2023–2033)мировой рынок в 2023 г составил $1,25 млрд и будет расти с темпом в 12% до $3,88 млрд в 2033 г. Основные игроки: Mitsui Chemical, OCI Materials, American Gas Group, Air Products and Chemicals, Foosung, Hyosung, Linde, Navin Fluoride International.
Патентный аспект
На портале Google.Patents NF3 указано 90432 документов на февраль 2025 г. Среди патентообладателей ТОП-3 лидеров составили:
Tokyo Electron Ltd. (東京エレクトロン株式会社) — 9,2%;
Mitsui Toatsu Chem Inc.(三井東圧化学株式会社) — 7,3%;
Applied Materials Inc. — 4,8%.
Как видите, безусловное лидерство за японскими компаниями. На третьем месте расположилась американская Applied Materials.
Популярные темы патентов в рамках международной патентной классификации выглядят так, сюрпризов здесь нет:
полупроводниковые приборы H01L — 34,2%;
покрытия C23C — 19,6%;
газоразрядные и вакуумные электронные приборы и газоразрядные осветительные лампы H01J — 19,1%;
неметаллические элементы; их соединения C01B — 8,3%;
разделение веществ B01D — 6,3%.
А что же в России?
В базе ФИПС на «трифторид азота» числится всего 19 патентов РФ на изобретения по электронике, из которых только только 2 действующие: «Способ очистки трифторида азота» №2304080 (2007 год) от ООО «Новые химические продукты» и «Способ очистки трифторида азота от примеси тетрафторида углерода» №2744357 (2021 год) от Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук.
Если говорить про утратившие силу патенты, то только ЗАО «АСТОР Электроникс» (Ленинградская обл.) и ООО «НьюКем» (Санкт-Петербург), вероятно, при кураторстве ФГУП РНЦ «Прикладная химия» (Санкт-Петербург) вели системную изобретательскую работу в 2000-х годах по получению сверхчистого трифторида азота. По состоянию на сентябрь 2024 г. ЗАО «АСТОР Электроникс» (Ленинградская обл.) ликвидировано в 2018 г. ФГУП РНЦ «Прикладная химия» (Санкт-Петербург) прекратило существование и было реорганизовано в 2020 г. в АО с использованием советского названия ГИПХ (Головной институт прикладной химии); по данным финансовое состояние значительно хуже среднего по отрасли. Иными словами, основные изобретатели в области ТФА слились.
Нет патентов на изобретения с NF3 от российских полупроводниковых гигантов, вроде АО «Оптрон» (Московский завод по выпуску элементов и приборов микроэлектроники; основан в 1956 году, является одним из первых отечественных предприятий по производству полупроводниковых приборов и микросхем); от АО «Московский завод «САПФИР»; от АО «НПП Исток им. Шокина» (Фрязино).
В базе ФИПС на «трифторид азота» числится всего 1 патент РФ на полезную модель: №40632 ООО «НьюКем» (Санкт-Петербург) «Установка для проведения способа выделения трифторида азота».
Баз данных, программ для ЭВМ и Топологий интегральных схем нет.
В базе ЕГИСУ НИОКТР 10 документов, из которых 2 диссертации по производству и очистке, остальное — НИР.
Вот тема одного из свежих НИР. Лаборатория физико-химических методов анализа высокочистых фторсодержащих газов для электроники и интегральной фотоники (по разработке методики оценки чистоты фторсодержащих газов на присутствие примесей CO2, N2, O2 + Ar, HF, SO2, SF6, CF4, N2O; срок 2022–2024 гг., исполнитель МИФИ при финансировании 58 млн руб. от Минобрнауки РФ и собственных средств).
Заключение
Всего в микроэлектронике используется более 15 органических и неорганических фторсодержащих соединений высокой чистоты. Большинство «электронных» газов импортировались в Россию и даже не проходили соответствующую сертификацию.
Ввиду быстрого роста объема рынка микроэлектроники в нашей стране, правда, с «нулевого» уровня, в том числе в связи с СВО на Украине, и увеличения технологичности процессов — требования к чистоте применяемой продукции стало ужесточаться. Для обеспечения технологического суверенитета России сейчас прорабатывается вопрос по локализации данных производств. В качестве приоритетных газов выбраны трифторид азота и гексафторид вольфрама и трифторид бора.
В патентном плане все более чем печально. Охранные документы можно посчитать по пальцам одной руки. Научных работ по теме почти нет. А действующие зарубежные патенты принадлежат организациям, которые, вероятнее всего, откажутся их лицензировать для российских предприятий.
Бесплатный поиск, мониторинг и регистрация товарных знаков и других объектов интеллектуальной собственности.
Поиск по программам для ЭВМ
Регистрация программы для ЭВМ
