温度和压力条件与目标容器的已知体积一起来确定加入第二气体以后所必须达到的总压力，以得到组成气体的最终的量和相对比例。
[0095]通常假设气体混合物遵从道尔顿定律(Dalton’ s law)并且总压力为各气体的分压力之和。已知在高压下可能发生大幅度偏离，但通常对混合时或刚混合后不久的压力变化的细节却知之甚少。在BF3/H2混合物的情况下，在高压下向BF 3中加入Η 2会导致压力增加，其也受气体混合的时间效应的影响。在加入4的过程中，温度增加且增加量与流速成正比。当停止流动时，混合物开始冷却，且该现象导致压力先增加后降低。与气体混合相关的另一现象会表现出来。当引入Η2时，其压缩BF 3，引起BF3压缩因子降低，从而导致BF 3分压和所得总压降低。与此同时，BF#H^始混合，其增大了混合物的压缩因子，这引起总压增加，直至达到完全混合的气体的稳定值。所有这些现象导致形成复杂的压力一温度曲线，所述曲线在完成比引入时呈现出振荡性，并使最终混合物压力的检测复杂化。对该问题的一个简单的解决方案是使气体在等温条件下完全混合，并且如果尚未达到目标压力，则根据需要加入更多的H2。但是，该方案可能需要大量的时间并且可能使整个方法效率低下而又昂贵。理解了这些现象使得能够开发出经验性的压力-温度-时间模型(matrixes)，所述模型能够提供因加入H2而产生的瞬变目标压力(transient target pressure)，所述瞬变目标压力对应于该组成气体的精确的相对比例。
[0096]因此，本发明涉及了构建用于确定因加入气体而形成的瞬变目标压力的经验性P/T/t (压力/温度/时间)模型的方法，从而得到精确的气体混合物。
[0097]此外，或者，在用第一气体填装目标容器后，可称量目标容器以确定容器中的第一气体的量(例如，净重量)，以便能够计算第二气体(或者如果气体混合物包含三种或多种组分的话，则为后续的气体)的浓度。对于说明性的BF3/H2混合物，可在填装BF^称量目标气缸以确定其净重量而用于计算H2浓度。
[0098]填装三氟化硼以后，用氢气来填装目标气缸的说明性填装顺序
[0099]在该说明性方法中，加入比以获得在21.5°C温度下的1090psia的气体混合物压力。应认识到，组分的顺序可以颠倒，首先填装H2，随后再用BF3填装容器，以形成BF 3/H2混合物。在首先填装比随后再用BF3填装容器的该颠倒的填装顺序中，应首先测定1的压力，以确定完成该气体混合物所应该加入的8?3的量(在该颠倒顺序的实例中，最终的混合物压力仍为在21.5°C下的1090psia)。
[0100]在已经在目标容器中填装了三氟化硼的顺序中，氢气的填装可以如下进行。
[0101]将填装了目标气缸重新安装在歧管上以后，向气缸中加入H2，直至在21.5°C下为1090psia。正如填装BF3的情况一样，可精确控制汽缸温度来实现目标Η2浓度的精确性和准确性；或者，如上所述，可以监测气缸的温度，然后可使用状态数据的经验性方程或已知模型对填装压力进行校正。在示例性方法中，Η2填装包括以下步骤:
[0102]1.将目标气缸置于温控环境中以使气缸温度稳定在预定的设定点温度水平。
[0103]2.将填装过程的Η2压力设定为1090psia。
[0104]3.用比填装歧管管线至1090psiadiH2在歧管流程线路中停留一段预定的时间，如5-10分钟，然后排空歧管管线。
[0105]4.将歧管流程线路填装至达到目标气缸填装阀，直至填装至所选定的1090psia的压力。
[0106]5.短暂地打开目标气缸(目标-1)以将其填装至压力为1090psia，然后关闭目标气缸。如果源氢气气缸压力低于1090psia，则氢气的填装可能需要以级联式进行。
[0107]6.对所有的目标气缸依次重复步骤5。
[0108]7.使目标气缸回到设定点的温度。
[0109]8.验证目标气缸(目标-1)的压力并根据需要而加入更多的H2以达到1090psia的目标压力。
[0110]尽管此处介绍了特定实例的具体细节，但应更一般地认为，此套方法将适用于将目标容器填装至任意数目的混合物组合物目标。
[0111]作为进一步的变化，可同时填装多于一个的气缸来进行&填装。以同样方式，可同时填装多于一个的目标容器来进行bf3填装。还应考虑到，可对一个或多个打开的目标容器同时打开多于一个源容器。但是，在本发明的各种实施方案中，对单个源容器打开单个目标容器将构成优选的方法。
[0112]然后，可进行分析来确定氢气的浓度并验证气体混合物的组成。例如，在以上述填装顺序加入氢气后，可称量目标气缸，以确定&的净重量并计算Η 2的浓度。可采用其他分析方法来确定&的净重量并计算!12的浓度，如傅立叶变换红外(FTIR)分析法、气相色谱分析法等等。在各种实施方案中，分析技术包括重量分析测定法，因为与其他方法不同，重量分析测定法容易得到可靠的标准物(NIST可溯源的重量)。但是，因为H2的分子量低，所以必须小心确保重量分析法的准确性。
[0113]制备容器中的精确浓度的气体混合物的另一种方法是在作为“母气缸”(mothercylinders)的大体积气缸中(例如为49至500升)提供气体混合物来用于填装例如体积为5至50升的目标气缸。可用气体混合物填装母气缸，计算出氢气浓度，然后将BF3/H2混合物由母气缸填装到目标气缸中。在目标气缸的此类混合物填装中可以使用级联技术，以实现更彻底的原料利用率。
[0114]母气缸填装过程的终点可通过以下确定:将目标气缸填装至预定压力、或监测母气缸的压力、或监测母气缸或目标气缸的重量变化以及当已转移了所需重量的气体混合物时终止该填装操作。尤其在填装大的目标气缸时，为确保在填装操作中的气体混合物的均匀性，填装的同时可以使目标气缸沿其纵轴旋转。该旋转将加快气体混合操作，在旋转中，有助于将第二气体(以及后续气体，如果涉及的话)扩散到第一气体中，以形成气体混合物。可以采用其他技术，如在流体散布器(flow spreaders)的下端使用下管端接，来使引入到目标气缸中的气体与其中已经存在的气体有效的相互混合。
[0115]尽管对目标容器进行热调节使所引入的气体达到设定点的压力从而在容器中获得精确量的该气体可实现良好的效果，但是可能存在着在气体混合物已经形成以后还需要进一步的微调的情况，以便在多组分气体混合物中严格实现各气体的高度准确的浓度。在该情况下，有必要改变混合物中的一种或多种气体的浓度。
[0116]例如，在BF3/H2气体混合物的情况下，在完成填装操作以后可能需要调节混合物的氢气浓度。这可通过对容器中存在的混合物进行浓度调节而实现。
[0117]例如，当较低分子量的气体一一较轻气体，以略微超过所需设定点浓度而存在时，可以通过以下过程来调节气体混合物组合物:将含有混合物的目标容器冷却以使一种或多种较重的组成气体冷凝，同时维持较轻的组成气体处于气相。然后可将气相原料由容器中移除，以将各混合组分的相对比例调节至所需值。可通过原位监测技术来监测移除操作而测定容器中的气体体积的浓度和/或移除的气相原料中的气体体积的浓度，从而确定在容器中已达到气体混合物中的气体的所需浓度的点。
[0118]或者，可以向含有气体混合物的容器中加入混合物的精确量的一种或多种组成气体，以将混合物的气体组分的浓度微调至所需的设定点的值。加入气体的同时可以移除少量的气体混合物，以防止在对浓度进行微调期间容器的过填装。
[0119]应认识到，本发明的气体混合物制备封装方法可被用于任意数目的气体来制备用于后续使用的高精度的气体混合物。虽然本发明是以三氟化硼/氢气气体混合物为例进行说明，但是应认识到，本发明并不限于此，并且本发明扩展至并包括那些为了气体混合物的后续使用而必须对组成气体的浓度进行精确控制的任意其他合适的气体混合物。
[0120]另外还应认识到，本发明的方法可以利用含有预混气体组合物的源气缸来实施，然后对所述预混气体组合物进行依次处理，以在混合物中实现组成气体的高精确浓度，即，其中实施该方法而得到由其所得的预定气体混合物组合物。
[0121]还应认识到，如下所述，可利用合适的监控系统使本发明的方法自动化，以使该方法中的至少一步实现自动化操作。
[0122]可应用本发明的方法的其他说明性气体混合物，包括含有一种或多种用于离子注入的掺杂气体与一种或多种补充气体的气体混合物，所述用于离子注入的掺杂气体如四氟化锗、锗烷、三氟化硼、乙硼烷、四氟化二硼、四氟化硅、硅烷、一氧化碳、二氧化碳、碳酰氟、砷化三氢、磷化氢、砸化氢、硫化氢、三氯化硼、二氟化氙以及氨气，所述补充气体如