JPH04176888A - 高純度ｙの製造方法 - Google Patents
高純度ｙの製造方法Info
- Publication number
- JPH04176888A JPH04176888A JP30380190A JP30380190A JPH04176888A JP H04176888 A JPH04176888 A JP H04176888A JP 30380190 A JP30380190 A JP 30380190A JP 30380190 A JP30380190 A JP 30380190A JP H04176888 A JPH04176888 A JP H04176888A
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- JP
- Japan
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- crucible
- graphite
- vessel
- purity
- bath
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- Pending
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１里り皿皿血豆
本発明は、高純度金属Ｙの製造方法に関するものであり
、特には半導体デバイス用のＹ酸化物（Ｙ。
、特には半導体デバイス用のＹ酸化物（Ｙ。
０、）の形成に用いる高純度Ｙの製造方法に関する。
本発明の金属Ｙは、半導体デバイスに有害な作用を与え
る不純物が極微量まで低減されており、半導体デバイス
におけるキャパシタとして用いられるＹ２Ｏ３の形成に
非常に好適である。
る不純物が極微量まで低減されており、半導体デバイス
におけるキャパシタとして用いられるＹ２Ｏ３の形成に
非常に好適である。
ｌ米致虚
Ｙ金属の製錬方法としては、金属熱還元方法と溶融塩電
解法とが採用されている。
解法とが採用されている。
前者の金属熱還元法には、フッ化物または塩化物浴をア
ルカリまたはアルカリ土類金属で還元するハロゲン化物
法がある。しかし、反応容器のレトルトが還元生成金属
に侵食されるため、生成金属が汚染されたり或はその材
料の寿命等が極端に短くなり、コストが高くなる等の欠
点があった。そのため、高純度のＹを得ることが困難で
あった。
ルカリまたはアルカリ土類金属で還元するハロゲン化物
法がある。しかし、反応容器のレトルトが還元生成金属
に侵食されるため、生成金属が汚染されたり或はその材
料の寿命等が極端に短くなり、コストが高くなる等の欠
点があった。そのため、高純度のＹを得ることが困難で
あった。
一方、後者の溶融塩電解法においては、アノード用の容
器として一般にＮｉ、Ｆｅ系あるいは、高融点金属とし
てＭｏ、Ｔａ、Ｗ等の高価な金属を使用してきたが、と
れも溶融塩に少量溶出してしまい、電析Ｙ中に含有され
て純度を低下させる原因となってしまった。また、容器
の上部は完全に開放されているため、周囲の影響を受け
やすく純度の低下はまぬがれなかった。
器として一般にＮｉ、Ｆｅ系あるいは、高融点金属とし
てＭｏ、Ｔａ、Ｗ等の高価な金属を使用してきたが、と
れも溶融塩に少量溶出してしまい、電析Ｙ中に含有され
て純度を低下させる原因となってしまった。また、容器
の上部は完全に開放されているため、周囲の影響を受け
やすく純度の低下はまぬがれなかった。
このため、より高純度のＹを得る方法が要望されていた
。
。
そこで、本発明者等が鋭意検討した結果、以下の発明が
なされた。
なされた。
五里勿璽疾
（１）溶融塩電解方法により、高純度Ｙを製造する方法
において、アノードとしての容器にグラファイトルツボ
を用い、さらに、周囲の不純物金属からの汚染を未然に
防圧するために上蓋をする構造又はグラファイトルツボ
を前記溶融塩の揮発による汚染がない充分な高さとする
ことにより、電解操業することを特徴とする高純度Ｙの
製造方法 （２）Ｎ ｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏのうち少なくとも一種か
らなるルツボを外ルツボ゛とし、内ルツボとしてグラフ
ァイトルツボを使用することを特徴とする第一項記載の
方法 を日の 的：Ｉ 本発明の対象となる粗Ｙは、重金属特にＦｅが１５Ｃ）
−１０００ｐｐｍ、Ｃｒが１〜１０ｐｐｍ、Ｎ１が１〜
１０ｐｐｍ、Ｃｕが１０〜ｌＯｃｌｐｐｍ。
において、アノードとしての容器にグラファイトルツボ
を用い、さらに、周囲の不純物金属からの汚染を未然に
防圧するために上蓋をする構造又はグラファイトルツボ
を前記溶融塩の揮発による汚染がない充分な高さとする
ことにより、電解操業することを特徴とする高純度Ｙの
製造方法 （２）Ｎ ｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏのうち少なくとも一種か
らなるルツボを外ルツボ゛とし、内ルツボとしてグラフ
ァイトルツボを使用することを特徴とする第一項記載の
方法 を日の 的：Ｉ 本発明の対象となる粗Ｙは、重金属特にＦｅが１５Ｃ）
−１０００ｐｐｍ、Ｃｒが１〜１０ｐｐｍ、Ｎ１が１〜
１０ｐｐｍ、Ｃｕが１０〜ｌＯｃｌｐｐｍ。
放射性元素は、Ｕが１０−１ ｏｏｐｐｂ、Ｔｈが１０
〜１ ｏｏｏｐｐｂ含有されている。これら重金属及び
放射性金属の除去には、溶融塩電解精製を実施しなけれ
ばならない。
〜１ ｏｏｏｐｐｂ含有されている。これら重金属及び
放射性金属の除去には、溶融塩電解精製を実施しなけれ
ばならない。
Ｙ溶融塩電解精製操業に用いられる溶融塩は、安定で、
融点が低くそして導電率の大きな塩化物の混合塩もしく
は単一塩である。例えば、ＫＣｌ −Ｎ ａＣｌ、Ｌｊ
Ｃｌ−ＫＣＩ、ＬｉＣ１等を溶融塩として使用する。容
器にはゲラファイトルツボ及び上蓋を使用する。前記以
外のもの、例えばＮｉ、Ｆｅあるいはステンレス等の金
属や、アルミナ、マグネシア等のセラミックは、どれも
溶融塩に溶出してしまい、電析したＹの純度を低下させ
てしまう。ルツボにグラファイトルツボを用いた場合、
外ルツボとしてＮｉやＴａ、Ｍｏ、Ｗ等の高融点金属製
のルツボを用いて二重構造のルツボとする。これは、グ
ラファイトルツボが多孔質であるため溶融塩か外に漏れ
て外容器と付着してしまいグラファイトルツボが二重と
使用できなぐるからである。また、ゲラファイトルツボ
には、必ずグラファイト製の上蓋をする。
融点が低くそして導電率の大きな塩化物の混合塩もしく
は単一塩である。例えば、ＫＣｌ −Ｎ ａＣｌ、Ｌｊ
Ｃｌ−ＫＣＩ、ＬｉＣ１等を溶融塩として使用する。容
器にはゲラファイトルツボ及び上蓋を使用する。前記以
外のもの、例えばＮｉ、Ｆｅあるいはステンレス等の金
属や、アルミナ、マグネシア等のセラミックは、どれも
溶融塩に溶出してしまい、電析したＹの純度を低下させ
てしまう。ルツボにグラファイトルツボを用いた場合、
外ルツボとしてＮｉやＴａ、Ｍｏ、Ｗ等の高融点金属製
のルツボを用いて二重構造のルツボとする。これは、グ
ラファイトルツボが多孔質であるため溶融塩か外に漏れ
て外容器と付着してしまいグラファイトルツボが二重と
使用できなぐるからである。また、ゲラファイトルツボ
には、必ずグラファイト製の上蓋をする。
これは、電解槽容器として、例えばステンレスを用いた
場合、溶融塩がステンレスの影響を受けて電析したＹの
純度が低下してしまうからである。前記の上蓋にかえて
ゲラファイトの高さを、前記溶融塩の揮発による汚染が
ない充分な高さとしても良い。たとえば、グラファイト
ルツボの上部が、１００℃以下の温度になるような高さ
とする。これにより、揮発した溶融塩が外容器と反応し
、さらにその汚染された溶融塩が再蒸発あるいは落下し
て、電解中の浴を汚染してしまう危険性が少なくなるた
めである。
場合、溶融塩がステンレスの影響を受けて電析したＹの
純度が低下してしまうからである。前記の上蓋にかえて
ゲラファイトの高さを、前記溶融塩の揮発による汚染が
ない充分な高さとしても良い。たとえば、グラファイト
ルツボの上部が、１００℃以下の温度になるような高さ
とする。これにより、揮発した溶融塩が外容器と反応し
、さらにその汚染された溶融塩が再蒸発あるいは落下し
て、電解中の浴を汚染してしまう危険性が少なくなるた
めである。
グラファイトルツボ及び塩は、事前に十分真空乾燥脱水
し、水分等の除去を行なう。塩が、溶融したならば市販
の粗Ｙメタルを投入する。さらに、Ａｒガス等の不活性
ガスと共にＹＣｌ、あるいはＹＦ、を透明石英管を通し
て、溶融塩中に吹き込む。これは、ＹＣ１，等の溶融塩
中への分散を良くするためであり、かつ溶融塩の脱水も
かねている。
し、水分等の除去を行なう。塩が、溶融したならば市販
の粗Ｙメタルを投入する。さらに、Ａｒガス等の不活性
ガスと共にＹＣｌ、あるいはＹＦ、を透明石英管を通し
て、溶融塩中に吹き込む。これは、ＹＣ１，等の溶融塩
中への分散を良くするためであり、かつ溶融塩の脱水も
かねている。
カソードとしての電極は、Ｎ ｉ 、 Ｗ、 ＭＯ等で
ある。電解を終了したならば、カソードに電着したＹを
引き上げ、冷却後脱着し、真空蒸留を行なう。真空蒸留
においても、周囲からの汚染を防ぐために、一部のみ穴
をあけたグラファイト容器の中に入れる方が好ましい。
ある。電解を終了したならば、カソードに電着したＹを
引き上げ、冷却後脱着し、真空蒸留を行なう。真空蒸留
においても、周囲からの汚染を防ぐために、一部のみ穴
をあけたグラファイト容器の中に入れる方が好ましい。
さらに精製が切望される場合は、上記の溶融塩電解精製
を繰り返す。
を繰り返す。
［実施例１コ
第１図に示す溶融塩電解装置を用いて、粗Ｙを溶融塩電
解精製する実施例を示す。
解精製する実施例を示す。
Ｎｉ製ルツボ３にグラファイトルツボ４を挿入し、その
中に粉状無水塩化リチウム及び塩化カリウムを各々９，
１１ｋｇ入れ、これを電解槽容器２に入る。
中に粉状無水塩化リチウム及び塩化カリウムを各々９，
１１ｋｇ入れ、これを電解槽容器２に入る。
カソード用の電極棒をいれる穴のみがあいたグラファイ
トの容弱蓋１２を取付けて、電気炉１にセットする。
トの容弱蓋１２を取付けて、電気炉１にセットする。
前操作としてＬｊＣｌ、ＫＣＩを真空ポンプで内部を出
ロアより排気しながら約５００℃まで加熱した。さらに
、Ａｒガスを入口６より導入し大気圧以上にする。Ａｒ
雰囲気下で市販の粗Ｙメタル１１（表１）を約２ｋｇ電
極穴から挿入し、さらに、Ａｒガスと同時にＹＣ１，を
約２０００ｇ浴中に導入する。この時の電解浴５中のＹ
濃度は約４％であった。導入終了後、浴温を７００℃と
し、さらにＷ電極棒８を入れる。この時のグラファイト
の上部の温度は、３００℃である。初期カソード電流密
度を１゜０Ａ／ｃｍ’とし電解を実施した。約２０ｈｒ
通電したところで、第一回の電解操作を停止した。冷却
後、カソードに電析した電析Ｙを引き上げて取りだした
。取りだした電析Ｙは、約３５０ｇであり、樹枝状結晶
であった。すぐに、脱着し一部穴のあいたグラファイト
容器に入れ、真空蒸留を１０００℃×２ｈｒで行なった
。
ロアより排気しながら約５００℃まで加熱した。さらに
、Ａｒガスを入口６より導入し大気圧以上にする。Ａｒ
雰囲気下で市販の粗Ｙメタル１１（表１）を約２ｋｇ電
極穴から挿入し、さらに、Ａｒガスと同時にＹＣ１，を
約２０００ｇ浴中に導入する。この時の電解浴５中のＹ
濃度は約４％であった。導入終了後、浴温を７００℃と
し、さらにＷ電極棒８を入れる。この時のグラファイト
の上部の温度は、３００℃である。初期カソード電流密
度を１゜０Ａ／ｃｍ’とし電解を実施した。約２０ｈｒ
通電したところで、第一回の電解操作を停止した。冷却
後、カソードに電析した電析Ｙを引き上げて取りだした
。取りだした電析Ｙは、約３５０ｇであり、樹枝状結晶
であった。すぐに、脱着し一部穴のあいたグラファイト
容器に入れ、真空蒸留を１０００℃×２ｈｒで行なった
。
その結果、得た電析Ｙの純度を表１に示す。
［実施例２］
前記の方法において、溶融塩の温度が７００℃のとき、
グラファイトの上部の温度が８０℃となるような高さに
グラファイトルツボをした時の電析Ｙの分析結果を、表
１に示す。
グラファイトの上部の温度が８０℃となるような高さに
グラファイトルツボをした時の電析Ｙの分析結果を、表
１に示す。
［比較例］
前記実験例−１の方法において、グラファイト容器に蓋
１２をせすに電解した結果を表１に示す。
１２をせすに電解した結果を表１に示す。
表 １
（ｐｐｍ）
…ユ
重金属、放射性元素の少ない高純度のＹが得られ、半導
体デバイスの発展に寄与する。
体デバイスの発展に寄与する。
第１図は、本発明の高純度Ｙを得るための製造装置の概
略図の一態様である。
略図の一態様である。
Claims (2)
- （１）溶融塩電解方法により、高純度Ｙを製造する方法
において、アノードとしての容器にグラファイトルツボ
を用い、さらに、周囲の不純物金属からの汚染を未然に
防止するために上蓋をする構造又はグラファイトルツボ
を前記溶融塩の揮発による汚染がない充分な高さとする
ことにより、電解操業することを特徴とする高純度Ｙの
製造方法 - （２）Ｎｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏのうち少なくとも一種から
なるルツボを外ルツボとし、内ルツボとしてグラファイ
トルツボを使用することを特徴とする第一項記載の方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30380190A JPH04176888A (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 高純度ｙの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30380190A JPH04176888A (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 高純度ｙの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04176888A true JPH04176888A (ja) | 1992-06-24 |
Family
ID=17925467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30380190A Pending JPH04176888A (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 高純度ｙの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04176888A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013001661A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 高純度エルビウム、高純度エルビウムからなるスパッタリングターゲット、高純度エルビウムを主成分とするメタルゲート膜及び高純度エルビウムの製造方法 |
| WO2013005349A1 (ja) | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 高純度イットリウム、高純度イットリウムの製造方法、高純度イットリウムスパッタリングターゲット、高純度イットリウムスパッタリングターゲットを用いて成膜したメタルゲート膜並びに該メタルゲート膜を備える半導体素子及びデバイス |
| CN104674307A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-06-03 | 赣州晨光稀土新材料股份有限公司 | 稀土熔盐电解炉 |
| CN105132955A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-09 | 赣州三友稀土新材料有限公司 | 一种可移动的稀土电解槽烟气吸收装置 |
| KR20200124049A (ko) * | 2019-04-23 | 2020-11-02 | 한국원자력연구원 | 적층구조형 전해환원장치 및 그 조립방법 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP30380190A patent/JPH04176888A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013001661A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 高純度エルビウム、高純度エルビウムからなるスパッタリングターゲット、高純度エルビウムを主成分とするメタルゲート膜及び高純度エルビウムの製造方法 |
| WO2013005349A1 (ja) | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 高純度イットリウム、高純度イットリウムの製造方法、高純度イットリウムスパッタリングターゲット、高純度イットリウムスパッタリングターゲットを用いて成膜したメタルゲート膜並びに該メタルゲート膜を備える半導体素子及びデバイス |
| KR20140012190A (ko) | 2011-07-06 | 2014-01-29 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 이트륨, 고순도 이트륨의 제조 방법, 고순도 이트륨 스퍼터링 타깃, 고순도 이트륨 스퍼터링 타깃을 이용하여 성막한 메탈 게이트막 그리고 그 메탈 게이트막을 구비하는 반도체 소자 및 디바이스 |
| EP2730668A4 (en) * | 2011-07-06 | 2015-06-24 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | HIGH-PURITY YTTRIUM, METHOD FOR PRODUCING HIGH-PURITY YTTRIUM, HIGH-PURITY YTTRIUM SPUTTER TARGET, HIGH-PURPLE YTTRIUM SPUTTER TARGET SEPARATE METAL GATEFILM AND SEMICONDUCTOR ELEMENT AND METAL GATE FILM DEVICE |
| AU2011372574B2 (en) * | 2011-07-06 | 2016-05-05 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High-purity yttrium, process for producing high-purity yttrium, high-purity yttrium sputtering target, metal gate film deposited with high-purity yttrium sputtering target, and semiconductor element and device equipped with said metal gate film |
| US10041155B2 (en) | 2011-07-06 | 2018-08-07 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High-purity yttrium, process of producing high-purity yttrium, high-purity yttrium sputtering target, metal gate film deposited with high-purity yttrium sputtering target, and semiconductor element and device equipped with the metal gate film |
| CN104674307A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-06-03 | 赣州晨光稀土新材料股份有限公司 | 稀土熔盐电解炉 |
| CN105132955A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-09 | 赣州三友稀土新材料有限公司 | 一种可移动的稀土电解槽烟气吸收装置 |
| KR20200124049A (ko) * | 2019-04-23 | 2020-11-02 | 한국원자력연구원 | 적층구조형 전해환원장치 및 그 조립방법 |
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