JPH05139743A - Method for purifying germanium hydride - Google Patents
Method for purifying germanium hydrideInfo
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- JPH05139743A JPH05139743A JP29675891A JP29675891A JPH05139743A JP H05139743 A JPH05139743 A JP H05139743A JP 29675891 A JP29675891 A JP 29675891A JP 29675891 A JP29675891 A JP 29675891A JP H05139743 A JPH05139743 A JP H05139743A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】水素化ゲルマニウム中に不純物として含まれる
酸素を除去し、高純度の精製ガスを得る。
【構成】水素化ゲルマニウム単独または水素、窒素、ア
ルゴンなどで希釈されたガスをニッケルまたは銅の珪素
化物と接触させる。(57) [Summary] [Objective] Oxygen contained as an impurity in germanium hydride is removed to obtain highly purified gas. [Composition] Germanium hydride alone or a gas diluted with hydrogen, nitrogen, argon or the like is brought into contact with a silicide of nickel or copper.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は水素化ゲルマニウムの精
製方法に関し、さらに詳細には不純物として水素化ゲル
マニウム中に含有される酸素を極低濃度まで除去しうる
水素化ゲルマニウムの精製方法に関する。水素化ゲルマ
ニウムはゲルマニウム半導体などを製造するための原料
として重要なものであり、その使用量が年々増加しつつ
あると同時に半導体の高性能化に伴い、不純物の含有量
の極めて低いものが要求されている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying germanium hydride, and more particularly to a method for purifying germanium hydride capable of removing oxygen contained in germanium hydride as an impurity to an extremely low concentration. Germanium hydride is an important raw material for manufacturing germanium semiconductors, etc., and the amount of its use is increasing year by year, and at the same time as the performance of semiconductors increases, extremely low content of impurities is required. ing.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造時に使用される水素化ゲルマ
ニウムは一般的には純水素化ゲルマニウムのほか、水素
ガスまたは不活性ガスで希釈されボンベに充填した形態
で市販されている。これらの水素化ゲルマニウムには、
不純物として酸素および水分などが含有されており、こ
のうち水分は合成ゼオライトなどの脱湿剤により除去可
能である。市販の水素化ゲルマニウム中の酸素含有量は
通常は10ppm以下であるが、最近のボンベ入りの水
素化ゲルマニウムなどでは0.1〜0.5ppmと比較
的低いものも市販されている。水素化ゲルマニウム中に
含有される酸素を効率よく除去する方法についての公知
技術は殆ど見当たらない。2. Description of the Related Art Germanium hydride used in the manufacture of semiconductors is generally commercially available in the form of pure germanium or in the form of being filled with a cylinder diluted with hydrogen gas or an inert gas. These germanium hydrides include
Oxygen and water are contained as impurities, of which water can be removed by a dehumidifying agent such as synthetic zeolite. The oxygen content in commercially available germanium hydride is usually 10 ppm or less, but recent germanium hydride containing cylinders and the like, which is relatively low at 0.1 to 0.5 ppm, is commercially available. There is almost no known technique for efficiently removing oxygen contained in germanium hydride.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】最近、半導体製造時に
使用されるアルシン、フォスフィン、セレン化水素は高
純度に精製することが可能となり、例えば不純物として
含有する酸素が0.01ppm以下のような低レベルの
ものが得られるようになった。このため水素化ゲルマニ
ウムも酸素含有量が0.01ppm以下のものが強く望
まれている。また、これらのガスはボンベの接続時や配
管の切替時など半導体製造装置への供給過程において空
気など不純物の混入による汚染もあるため、装置の直前
でこれらを最終的に除去することが望ましい。Recently, it has become possible to purify arsine, phosphine, and hydrogen selenide used in the manufacture of semiconductors to a high degree of purity. For example, oxygen contained as impurities is as low as 0.01 ppm or less. You can get the level one. Therefore, germanium hydride having an oxygen content of 0.01 ppm or less is strongly desired. Further, these gases may be contaminated by impurities such as air during the supply process to the semiconductor manufacturing apparatus such as connecting the cylinder or switching the pipes, and thus it is desirable to finally remove them immediately before the apparatus.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、水素化ゲ
ルマニウム中に含有される酸素を極低濃度まで効率よく
除去するべく鋭意研究を重ねた結果、水素化ゲルマニウ
ムを、ニッケルまたは銅の珪素化物と接触させることに
より、酸素濃度を0.1ppm以下、さらには0.01
ppm以下まで除去しうることを見い出し、本発明を完
成した。すなわち本発明は、粗水素化ゲルマニウムをニ
ッケルまたは銅の珪素化物と接触させて、該粗水素化ゲ
ルマニウム中に含有される酸素を除去することを特徴と
する水素化ゲルマニウムの精製方法である。本発明は、
水素化ゲルマニウム単独、水素(水素ガスベース)およ
び窒素、アルゴンなどの不活性ガス(不活性ガスベー
ス)で希釈された水素化ゲルマニウム(以下総称して粗
水素化ゲルマニウムと記す)中に含有される酸素の除去
に適用される。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to efficiently remove oxygen contained in germanium hydride to an extremely low concentration. As a result, germanium hydride was converted into nickel or copper. Oxygen concentration of 0.1ppm or less, more preferably 0.01
The present invention has been completed by finding that it can be removed up to ppm or less. That is, the present invention is a method for purifying germanium hydride, which comprises contacting crude germanium hydride with a silicide of nickel or copper to remove oxygen contained in the crude germanium hydride. The present invention is
Contained in germanium hydride alone, germanium hydride diluted with hydrogen (hydrogen gas base) and inert gas (inert gas base) such as nitrogen and argon (hereinafter collectively referred to as crude germanium hydride) Applied for oxygen removal.
【0005】本発明においてニッケルの珪素化物として
はNi3 Si、Ni2 Si、Ni3 Si2 、Ni2 Si
3 などNix Siy として一般的に知られている珪化ニ
ッケルおよびニッケルに珪素がその他の種々な形態で結
合したものである。また、銅の珪素化物としてはCu4
Si、Cu5 Si、Cu3 SiなどCuxSiyとして
一般的に知られている珪化銅および銅に珪素がその他の
種々な形態で結合したものである。ニッケルまたは銅の
珪素化物を得るには種々な方法があるが、これらのうち
でも簡便な方法としては例えばニッケルまたは銅にシラ
ンを接触させることによっても容易に珪素化物を得るこ
とができる。この場合のニッケルとしては金属ニッケル
またはニッケルの酸化物など、銅としては金属銅または
銅の酸化物など還元され易いニッケルまたは銅化合物を
主成分とするものであればよい。また、ニッケルまたは
銅以外の金属成分としてクロム、鉄、コバルトなどが少
量使用されているものであってもよい。In the present invention, nickel silicide includes Ni 3 Si, Ni 2 Si, Ni 3 Si 2 and Ni 2 Si.
Nickel silicide and nickel generally known as Nix Siy such as 3 and silicon bonded in various other forms. Further, as the silicon silicide of copper, Cu 4
Copper, which is generally known as CuxSiy such as Si, Cu 5 Si, and Cu 3 Si, and copper in which silicon is bonded in various other forms. There are various methods for obtaining a silicide of nickel or copper. Among them, as a simple method, a silicide can be easily obtained by bringing nickel or copper into contact with silane. In this case, the nickel may be metallic nickel or an oxide of nickel, and the copper may be metallic copper or an oxide of copper such that nickel or a copper compound which is easily reduced is the main component. Further, a small amount of chromium, iron, cobalt or the like may be used as a metal component other than nickel or copper.
【0006】これらのニッケルまたは銅はそれぞれ単独
で用いられてもよく、また、触媒担体などに担持させた
形で用いてもよいが、ニッケルまたは銅の表面とガスの
接触効率を高める目的などから、通常は、触媒担体など
に担持させた形態で使用される。ニッケルを担体に担持
させる方法としては、例えば、ニッケル塩の水溶液中に
珪藻土、アルミナ、シリカアルミナ、アルミノシリケー
トおよびカルシウムシリケートなどの担体粉末を分散さ
せ、さらにアルカリを添加して担体の粉末上にニッケル
成分を沈澱させ、次いで濾過し、必要に応じて水洗して
得たケーキを120〜150℃で乾燥後、300℃以上
で焼成し、この焼成物を粉砕する、あるいはNiC
O3 、Ni(OH)2 、Ni(NO3 )2 などの無機
塩、NiC2 O4 、Ni(CH3 COO)2 などの有機
塩を焼成し、粉砕した後、これに耐熱性セメントを混合
し、焼成するなどが挙げられる。これらは、通常は、押
出成型、打錠成型などで成型体とされ、そのまま、また
は、必要に応じて適当な大きさに破砕して使用される。
成型方法としては乾式法あるいは湿式法を用いることが
でき、その際、少量の水、滑剤などを使用してもよい。[0006] These nickel or copper may be used alone or in the form of being supported on a catalyst carrier or the like, but for the purpose of enhancing the contact efficiency between the surface of nickel or copper and gas. Usually, it is used in the form of being supported on a catalyst carrier or the like. As a method of supporting nickel on a carrier, for example, a carrier powder such as diatomaceous earth, alumina, silica-alumina, aluminosilicate and calcium silicate is dispersed in an aqueous solution of nickel salt, and an alkali is further added to the carrier powder to form nickel on the carrier powder. The cake obtained by precipitating the components, then filtering, and optionally washing with water is dried at 120 to 150 ° C. and then calcined at 300 ° C. or higher, and the calcined product is crushed, or NiC
Inorganic salts such as O 3 , Ni (OH) 2 and Ni (NO 3 ) 2 and organic salts such as NiC 2 O 4 and Ni (CH 3 COO) 2 are calcined and crushed, and then heat resistant cement is added thereto. Examples include mixing and firing. These are usually formed into a molded product by extrusion molding, tableting molding, or the like, and used as they are, or if necessary, crushed to an appropriate size.
As a molding method, a dry method or a wet method can be used, in which case a small amount of water, a lubricant or the like may be used.
【0007】また、ニッケル系触媒として例えば水蒸気
変成触媒、C11−2−03(NiO−セメント)、C
11−2−06(NiO−耐火物)、C11−2(Ni
−カルシウムアルミネート)、C11−9(Ni−アル
ミナ);水素化触媒、C46−7(Ni−珪藻土)、C
46−8(Ni−シリカ)、C36(Ni−Co−Cr
−アルミナ);ガス化触媒、XC99(NiO);水素
化変成触媒、C20−7(Ni−Mo−アルミナ)〔以
上、東洋CCI(株)製〕および水素化触媒、N−11
1(Ni−珪藻土);ガス化変成触媒、N−174(N
iO);ガス化触媒、N−185(NiO)〔以上、日
揮(株)製〕など種々なものが市販されているのでこれ
らの中から適当なものを選択して使用してもよい。ま
た、銅の酸化物を得るには種々な方法があるが、例え
ば、銅の硝酸塩、硫酸塩、塩化物、有機酸塩などに苛性
ソーダ、苛性カリ、炭酸ナトリウム、アンモニアなどの
アルカリを加えて酸化物の中間体を沈澱させ、得られた
沈澱物を焼成するなどの方法がある。これらは、通常
は、押出成型、打錠成型などで成型体とされ、そのま
ま、または、必要に応じて適当な大きさに破砕して使用
される。成型方法としては乾式法あるいは湿式法を用い
ることができ、その際、少量の水、滑剤などを使用して
もよい。さらに、市販の酸化銅触媒など種々なものがあ
るのでそれらから選択したものを使用してもよい。Further, as nickel-based catalysts, for example, steam shift catalyst, C11-2-03 (NiO-cement), C
11-2-06 (NiO-refractory), C11-2 (Ni
-Calcium aluminate), C11-9 (Ni-alumina); hydrogenation catalyst, C46-7 (Ni-diatomaceous earth), C
46-8 (Ni-silica), C36 (Ni-Co-Cr)
-Alumina); gasification catalyst, XC99 (NiO); hydrogenation shift catalyst, C20-7 (Ni-Mo-alumina) [above, Toyo CCI Co., Ltd.] and hydrogenation catalyst, N-11
1 (Ni-diatomaceous earth); gasification shift catalyst, N-174 (N
iO); various products such as gasification catalyst, N-185 (NiO) [above, manufactured by JGC Corporation] are commercially available, and an appropriate one may be selected and used from these. There are various methods for obtaining copper oxides. For example, copper nitrates, sulfates, chlorides, organic acid salts, etc. are added with alkalis such as caustic soda, caustic potash, sodium carbonate, and ammonia to form oxides. There is a method of precipitating the intermediate of 1 and calcining the obtained precipitate. These are usually formed into a molded product by extrusion molding, tableting molding, or the like, and used as they are, or if necessary, crushed to an appropriate size. As a molding method, a dry method or a wet method can be used, in which case a small amount of water, a lubricant or the like may be used. Further, since there are various commercially available copper oxide catalysts, those selected from them may be used.
【0008】要は、還元ニッケル、酸化ニッケル、還元
銅、酸化銅などが微細に分散されてその表面積が大きく
ガスとの接触効率の高い形態のものであればよい。これ
らニッケルまたは銅触媒としての比表面積は、通常は、
BET法で10〜300m2 /gの範囲のもの、好まし
くは30〜250m2 /gの範囲のものである。また、
ニッケルまたは銅の含有量は金属ニッケルまたは銅換算
で通常は、5〜95wt%、好ましくは20〜95wt
%である。ニッケルまたは銅の含有量が5wt%よりも
少なくなると脱酸素能力が低くなり、また、95wt%
よりも高くなると水素による還元の際にシンタリングが
生じて活性が低下する虞れがある。The point is that reduced nickel, nickel oxide, reduced copper, copper oxide, etc. are finely dispersed and have a large surface area and high contact efficiency with gas. The specific surface area of these nickel or copper catalysts is usually
In the range of 10 to 300 m 2 / g by the BET method, it is preferably in the range of 30~250m 2 / g. Also,
The content of nickel or copper is usually 5 to 95 wt%, preferably 20 to 95 wt% in terms of metallic nickel or copper.
%. When the content of nickel or copper is less than 5 wt%, the deoxidizing ability becomes low, and 95 wt%
If it is higher than this, sintering may occur during the reduction with hydrogen and the activity may be reduced.
【0009】ニッケルまたは銅の珪素化は通常は、還元
ニッケル、酸化ニッケル、還元銅、酸化銅などにシラン
を接触させることによっておこなうことができるが、酸
化ニッケル、酸化銅などの場合には、あらかじめ水素還
元によって還元ニッケルまたは還元銅としてもよい。水
素還元に際しては、例えば350℃以下程度で水素−窒
素の混合ガスを空筒線速度(LV)5cm/sec程度
で通すことによっておこなえるが、発熱反応であるため
温度が急上昇しないよう注意が必要である。また、還元
を水素ベースのシランでおこなうことにより、珪素化も
同時に行うことができるので好都合である。Silicification of nickel or copper can usually be carried out by bringing silane into contact with reduced nickel, nickel oxide, reduced copper, copper oxide or the like. In the case of nickel oxide, copper oxide, etc. Reduced nickel or reduced copper may be obtained by hydrogen reduction. Hydrogen reduction can be carried out by passing a hydrogen-nitrogen mixed gas at a hollow cylinder linear velocity (LV) of about 5 cm / sec at a temperature of 350 ° C. or lower, but care must be taken so that the temperature does not rise sharply because it is an exothermic reaction. is there. In addition, silicidation can be carried out simultaneously by carrying out the reduction with hydrogen-based silane, which is convenient.
【0010】珪素化は通常は、ニッケル、銅またはこれ
らを担体に担持させたものを精製筒などの筒に充填し、
これにシランまたはシラン含有ガスを通すことによって
おこなわれる。珪素化に用いるシランの濃度は、通常は
0.1%以上、好ましくは1%以上のものが用いられ
る。シラン濃度が0.1%よりも低くなると反応を終了
させるまでに時間を要し不経済である。珪素化は常温で
おこなうことができるが、発熱反応であり、シラン濃度
が高いほど温度が上昇し易いため、通常は200℃以
下、好ましくは100℃以下に保たれるようガスの流速
を調整しながら行うことが好ましい。珪素化の終了は発
熱量の減少および筒の出口からのシランの流出量の増加
などによって知ることができる。本発明において、珪素
化されたニッケルまたは銅を改めて別の精製筒に充填
し、これに粗水素化ゲルマニウムを通して酸素の除去精
製をおこなってもよいが珪素化合物は毒性が強く取扱い
に細心の配慮を要することなどから、珪素化は最初から
水素化ゲルマニウムの精製筒でおこない、珪素化の終了
後、引き続いて粗水素化ゲルマニウムを供給して酸素除
去精製を行うことが好ましい。Silicification is usually carried out by filling a cylinder such as a refining cylinder with nickel, copper, or those obtained by supporting these on a carrier,
This is done by passing silane or a silane-containing gas through this. The concentration of silane used for silicidation is usually 0.1% or more, preferably 1% or more. If the silane concentration is lower than 0.1%, it takes time to complete the reaction, which is uneconomical. Although silicidation can be carried out at room temperature, it is an exothermic reaction and the temperature tends to rise as the silane concentration increases, so the gas flow rate is adjusted so that it is usually maintained at 200 ° C or lower, preferably 100 ° C or lower. It is preferable to do so. The end of silicidation can be known by a decrease in the calorific value and an increase in the outflow amount of silane from the outlet of the cylinder. In the present invention, siliconized nickel or copper may be charged again into another purification column, and crude germanium hydride may be passed through this to purify oxygen, but the silicon compound is highly toxic and should be handled with great care. Therefore, it is preferable that the silicidation is performed from the beginning in a germanium hydride purification column, and after completion of the silicidation, crude germanium hydride is subsequently supplied to perform oxygen removal purification.
【0011】水素化ゲルマニウムの精製は通常は、ニッ
ケルまたは銅の珪素化物が充填された精製筒に粗水素化
ゲルマニウムを流すことによっておこなわれ、粗水素化
ゲルマニウムがニッケルまたは銅の珪素化物と接触する
ことによって粗水素化ゲルマニウム中に不純物として含
有される酸素が除去される。本発明に適用される粗水素
化ゲルマニウム中の酸素濃度は通常は100ppm以下
である。酸素濃度がこれよりも高くなると発熱量が増加
するため条件によっては除熱手段が必要となる。精製筒
に充填されるニッケルまたは銅の珪素化物の充填長は、
実用上通常は50〜1500mmとされる。充填長が5
0mmよりも短くなると酸素除去率が低下する虞れがあ
り、また、1500mmよりも長くなると圧力損失が大
きくなり過ぎる虞れが生ずる。精製時の粗水素化ゲルマ
ニウムの空筒線速度(LV)は供給される水素化ゲルマ
ニウム中の酸素濃度および操作条件などによって異なり
一概に特定できないが、通常は100cm/sec以
下、好ましくは30cm/sec以下である。水素化ゲ
ルマニウムとニッケルまたは銅の珪素化物の接触温度は
精製筒の入口に供給されるガスの温度で、200℃以下
程度、好ましくは100℃以下であり、通常は常温でよ
く特に加熱や冷却は必要としない。圧力にも特に制限は
なく常圧、減圧、加圧のいずれでも処理が可能である
が、通常は20kg/cm2 abs以下、好ましくは
0.1〜10kg/cm2 absである。Purification of germanium hydride is usually carried out by flowing crude germanium hydride through a purification column filled with a silicide of nickel or copper, and the germanium hydride comes into contact with the silicide of nickel or copper. As a result, oxygen contained as an impurity in the crude germanium hydride is removed. The oxygen concentration in the crude germanium hydride applied to the present invention is usually 100 ppm or less. If the oxygen concentration is higher than this, the amount of heat generated increases, so heat removal means is required depending on the conditions. The filling length of the nickel or copper silicide that is filled in the purifying cylinder is
In practice, it is usually 50 to 1500 mm. Filling length is 5
If it is shorter than 0 mm, the oxygen removal rate may be lowered, and if it is longer than 1500 mm, the pressure loss may be too large. The vacant linear velocity (LV) of crude germanium hydride at the time of purification varies depending on the oxygen concentration in the supplied germanium hydride and operating conditions and cannot be specified unconditionally, but it is usually 100 cm / sec or less, preferably 30 cm / sec. It is below. The contact temperature between germanium hydride and a silicide of nickel or copper is the temperature of the gas supplied to the inlet of the purifying cylinder, which is about 200 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower. do not need. Atmospheric pressure is not particularly limited to the pressure, vacuum, although it is possible either process the pressure is usually 20 kg / cm 2 abs or less, preferably 0.1~10kg / cm 2 abs.
【0012】また、水素化ゲルマニウム中に少量の水分
が含有されていても脱酸素能力には特に悪影響を及ぼす
ことはなく、さらに担体などを用いてる場合には、その
種類によっては水分も同時に除去される。本発明におい
てニッケルまたは銅の珪素化物による酸素除去工程に、
必要に応じて合成ゼオライトなどの脱湿剤による水分除
去工程を適宜組み合わせることも可能であり、これによ
って水分も完全に除去され、極めて高純度の精製水素化
ゲルマニウムを得ることができる。Further, even if a small amount of water is contained in germanium hydride, it does not have a bad influence on the deoxidizing ability, and when a carrier is used, the water is also removed at the same time depending on the kind. To be done. In the present invention, in the oxygen removal step using a silicide of nickel or copper,
If necessary, it is possible to appropriately combine the steps of removing water with a dehumidifying agent such as synthetic zeolite, whereby water is completely removed, and purified germanium hydride having an extremely high purity can be obtained.
【0013】[0013]
実施例1 (ニッケルの還元処理)市販のニッケル触媒(日揮
(株)製、N−111)を用いた。このものの組成はN
i+NiOの形であり、Niとして45〜47wt%、
Cr2〜3wt%、Cu2〜3wt%、珪藻土27〜2
9wt%および黒鉛4〜5wt%、比表面積が150m
2 /gであり、直径5mm、高さ4.5mmの成型体で
ある。このニッケル触媒を8〜10meshに破砕した
もの63mlを内径16.4mm、長さ400mmのス
テンレス製の精製筒に充填長300mm(充填密度:
1.0g/ml)に充填した。これに水素を常圧で温度
150℃、流量456ml/min(LV=3.6cm
/sec)で3時間還元処理を行った後、常温に冷却し
た。 (ニッケルの珪素化物)この精製筒に10vol%のシ
ランを含有する水素を380cc/min(LV=3c
m/sec)で流してニッケルの珪素化をおこなった。
このときの室温は25℃であったが、珪素化による発熱
で筒の出口ガスの温度は約80℃に上昇した。その後出
口ガスの温度は徐々に低下し、1.5時間後には室温に
戻り、珪素化処理を終了した。そのまま、さらに3時間
窒素パージをおこない、水素化ゲルマニウムの精製に備
えた。 (水素化ゲルマニウムの精製)引き続いて、水素化ゲル
マニウムの精製をおこなった。この精製筒に水素化ゲル
マニウム1vol%および不純物として0.50ppm
の酸素を含有する水素ベースの粗水素化ゲルマニウムを
1266cc/min(LV=10cm/min)の速
度で室温(20℃)で流して黄燐発光式酸素分析計(測
定下限濃度0.01ppm)を用いて測定したところ、
酸素は検出されず0.01ppm以下であった。精製を
始めてから100分後に、ガスの流速を4倍に上げても
出口ガスの酸素濃度は0.01ppm以下であった。Example 1 (Reduction treatment of nickel) A commercially available nickel catalyst (N-111, manufactured by JGC Corporation) was used. The composition of this product is N
i + NiO form, 45-47 wt% as Ni,
Cr 2-3 wt%, Cu 2-3 wt%, diatomaceous earth 27-2
9 wt% and graphite 4-5 wt%, specific surface area 150 m
2 / g, which is a molded body having a diameter of 5 mm and a height of 4.5 mm. 63 ml of this nickel catalyst crushed to 8 to 10 mesh was filled in a stainless steel purification cylinder having an inner diameter of 16.4 mm and a length of 400 mm with a filling length of 300 mm (filling density:
1.0 g / ml). Hydrogen at a temperature of 150 ° C. and a flow rate of 456 ml / min (LV = 3.6 cm)
/ Sec) for 3 hours and then cooled to room temperature. (Siliconide of nickel) Hydrogen containing 10 vol% of silane was supplied to this purification column at 380 cc / min (LV = 3 c).
m / sec), and nickel was silicified.
At this time, the room temperature was 25 ° C., but the temperature of the outlet gas of the cylinder rose to about 80 ° C. due to the heat generated by siliconization. After that, the temperature of the outlet gas gradually decreased, and after 1.5 hours, the temperature returned to room temperature and the silicidation treatment was completed. As it was, a nitrogen purge was further performed for 3 hours to prepare for the purification of germanium hydride. (Purification of germanium hydride) Subsequently, germanium hydride was purified. 1 vol% germanium hydride and 0.50 ppm as impurities in this purification column
Of hydrogen-containing crude germanium hydride containing oxygen at a temperature of 1266 cc / min (LV = 10 cm / min) at room temperature (20 ° C.) was used and a yellow phosphorus luminescence type oxygen analyzer (lower limit concentration 0.01 ppm) was used. When I measured it,
Oxygen was not detected and was 0.01 ppm or less. 100 minutes after the purification was started, the oxygen concentration in the outlet gas was 0.01 ppm or less even when the gas flow rate was increased four times.
【0014】実施例2 市販の酸化銅触媒(日産ガードラー(株)製、G10
8)を用いた。このものは担体としてSiO2 を使用
し、Cuとして30%であり、直径5mm、高さ4.5
mmの成型体である。この酸化銅触媒を8〜10mes
hに破砕したもの63mlを内径19ml、長さ400
mmのステンレス製の精製筒に充填長300mm(充填
密度1.0g/ml)に充填した。 (銅の珪素化物)この精製筒に10vol%のシランを
含有する水素を380cc/min(LV=3cm/s
ec)で流してニッケルの珪素化をおこなった。このと
きの室温は25℃であったが、珪素化による発熱で筒の
出口ガスの温度は約85℃に上昇した。その後出口ガス
の温度は徐々に低下し、3時間後には室温に戻り、珪素
化処理を終了した。そのまま、さらに3時間窒素パージ
をおこない、水素化ゲルマニウムの精製に備えた。 (水素化ゲルマニウムの精製)引き続いて、水素化ゲル
マニウムの精製をおこなった。この精製筒に水素化ゲル
マニウム1vol%および不純物として0.50%の酸
素を含有する水素ベースの粗水素化ゲルマニウムを12
66cc/min(LV=10cm/min)の速度で
室温(20℃)で流して黄燐発光式酸素分析計(測定下
限濃度0.01ppm)を用いて測定したところ、酸素
は検出されず0.01ppm以下であった。精製を始め
てから100分後に、ガスの流速を4倍に上げても出口
ガスの酸素濃度は0.01ppm以下であった。Example 2 Commercially available copper oxide catalyst (Nissan Gardler Co., Ltd., G10)
8) was used. This product uses SiO 2 as a carrier, has a Cu content of 30%, and has a diameter of 5 mm and a height of 4.5.
It is a molded body of mm. This copper oxide catalyst is 8-10 mes
63 ml crushed into h, inner diameter 19 ml, length 400
A stainless steel purification cylinder of mm was filled with a filling length of 300 mm (filling density 1.0 g / ml). (Silicone of copper) 380 cc / min (LV = 3 cm / s) of hydrogen containing 10 vol% of silane was added to this purification column.
In ec), nickel was silicified. At this time, the room temperature was 25 ° C., but the temperature of the outlet gas of the cylinder rose to about 85 ° C. due to the heat generated by siliconization. After that, the temperature of the outlet gas gradually decreased, and after 3 hours, the temperature returned to room temperature and the silicidation treatment was completed. As it was, a nitrogen purge was further performed for 3 hours to prepare for the purification of germanium hydride. (Purification of germanium hydride) Subsequently, germanium hydride was purified. 12 hydrogen-based crude germanium hydride containing 1 vol% germanium hydride and 0.50% oxygen as an impurity was added to the purification column.
When oxygen was not detected when measured using a yellow phosphorus luminescence type oxygen analyzer (lower limit concentration of 0.01 ppm) at a room temperature (20 ° C.) at a rate of 66 cc / min (LV = 10 cm / min), 0.01 ppm was not detected. It was below. 100 minutes after the purification was started, the oxygen concentration in the outlet gas was 0.01 ppm or less even when the gas flow rate was increased four times.
【0015】比較例1 活性炭(椰子殻炭)を8〜24meshに破砕したもの
35gを実施例1に置けると同じ精製筒に300mm
(充填密度0.57g/ml)充填し、ヘリウム気流中
270〜290℃で4時間加熱処理した後、室温に冷却
した。この精製筒に実施例1で用いたと同じ水素化ゲル
マニウム1vol%および不純物として0.50ppm
の酸素を含有する水素ベースの粗水素化ゲルマニウムを
1266cc/min(LV=10cm/min)の速
度で室温で流して黄燐発光式酸素分析計(測定下限濃度
0.01ppm)を用いて測定したところ、0.50p
pmであり、この状態で2時間流し続けたが酸素濃度の
変化はみられなかった。Comparative Example 1 Activated carbon (coconut shell charcoal) was crushed to 8 to 24 mesh, and 35 g of the same was placed in the same purification cylinder as in Example 1.
After filling (filling density 0.57 g / ml) and heat-treating at 270 to 290 ° C. for 4 hours in a helium stream, it was cooled to room temperature. The same amount of germanium hydride as used in Example 1 (1 vol%) and 0.50 ppm as impurities in this purification column
Hydrogen-based crude germanium hydride containing oxygen was flowed at room temperature at a rate of 1266 cc / min (LV = 10 cm / min) and measured using a yellow phosphorescence oxygen analyzer (lower limit concentration 0.01 ppm). , 0.50p
It was pm, and in this state, the oxygen concentration was kept flowing for 2 hours, but no change in oxygen concentration was observed.
【0016】実施例3 (ニッケルの珪素化物)実施例1と同様にして精製筒内
で還元ニッケルを調整し、これに100%のシランを3
8cc/min(LV=0.3cm/sec)で2時間
流してニッケルの珪素化をおこなった。 (水素化ゲルマニウムの精製)この精製筒に実施例1で
用いたと同じ粗水素化ゲルマニウムを1266cc/m
in(LV=10cm/min)の速度で室温で流して
黄燐発光式酸素分析計(測定下限濃度0.01ppm)
を用いて測定したところ、酸素は検出されず0.01p
pm以下であった。この状態で10時間流し続けたが、
出口ガスの酸素濃度は0.01ppm以下であった。Example 3 (Siliconization of nickel) In the same manner as in Example 1, reduced nickel was prepared in a purifying cylinder, and 100% silane was added thereto.
Nickel was siliconized by flowing it at 8 cc / min (LV = 0.3 cm / sec) for 2 hours. (Purification of germanium hydride) 1266 cc / m of the same crude germanium hydride used in Example 1 was added to this purification column.
Yellow phosphorescent oxygen analyzer (lower limit concentration 0.01ppm) by flowing at room temperature at a speed of in (LV = 10cm / min)
Oxygen was not detected when measured using
It was pm or less. I continued to run for 10 hours in this state,
The oxygen concentration of the outlet gas was 0.01 ppm or less.
【0017】実施例4 (ニッケルの珪素化物)実施例1と同様にして精製筒内
で還元ニッケルを調整し、これに10%のシランをする
窒素を380cc/min(LV=3cm/sec)で
3時間流してニッケルの珪素化をおこなった。 (水素化ゲルマニウムの精製)この精製筒に水素化ゲル
マニウム2vol%および不純物として0.75ppm
の酸素を含有する窒素ベースの粗水素化ゲルマニウムを
1266cc/min(LV=10cm/min)の速
度で室温(20℃)で流して黄燐発光式酸素分析計(測
定下限濃度0.01ppm)を用いて測定したところ、
酸素は検出されず0.01ppm以下であった。この状
態で10時間流し続けたが、出口ガスの酸素濃度は0.
01ppm以下であった。Example 4 (Siliconization of Nickel) In the same manner as in Example 1, reduced nickel was prepared in a purifying cylinder, and 10% silane nitrogen was added thereto at 380 cc / min (LV = 3 cm / sec). The silicon was flown for 3 hours to silicify nickel. (Purification of germanium hydride) 2 vol% germanium hydride and 0.75 ppm as impurities in this purification column
Nitrogen-based crude germanium hydride containing oxygen is flowed at room temperature (20 ° C.) at a rate of 1266 cc / min (LV = 10 cm / min) and a yellow phosphorous emission oxygen analyzer (lower limit concentration 0.01 ppm) is used. When I measured it,
Oxygen was not detected and was 0.01 ppm or less. Flowing was continued for 10 hours in this state, but the oxygen concentration of the outlet gas was 0.
It was less than 01 ppm.
【0018】実施例5 (ニッケル触媒の調製)3Lの水にAl(NO3 )3 9
H2 O、454gを溶解し、氷浴で5〜10℃に冷却し
た。激しくかき混ぜながら、これにNaOH 200g
を1Lの水に溶解して5〜10℃に冷却した溶液を2時
間かけて滴下し、アルミン酸ナトリウムとした。次に、
Ni(NO3 )2 ・6H2 O、101gを600mlの
水に溶解し、これに45mlの濃硝酸を加えて5〜10
℃に冷却したものを、アルミン酸ナトリウム溶液に激し
くかき混ぜながら1時間かけて加えた。生じた沈澱を濾
過し、得られた沈澱を2Lの水中で15分間かき混ぜて
洗う操作を6回繰り返して中性とした。得られた沈澱物
を細分して空気浴中で105℃で16時間乾燥してから
粉砕し、これをふるい分けて12〜24meshのもの
を集めた。このものは29.5wt%の酸化ニッケル
(NiO)を含有していた。 (ニッケルの還元処理)このものを実施例1で使用した
と同じ精製筒に63ml充填し(充填密度:0.77g
/ml)、これに水素を常圧で温度350℃、流量12
3cc/min(LV=1cm/sec)で16時間流
して還元処理をおこなった後、実施例1と同様の条件で
ニッケルの珪素化を行った。 (水素化ゲルマニウムの精製)引き続いて、水素化ゲル
マニウムの精製をおこなった。この精製筒に実施例1で
用いたと同じ粗水素化ゲルマニウムを1266cc/m
in(LV=10cm/min)の速度で室温(20
℃)で流して黄燐発光式酸素分析計(測定下限濃度0.
01ppm)を用いて測定したところ、酸素は検出され
ず0.01ppm以下であった。この状態で10時間流
し続けたが、出口ガスの酸素濃度は0.01ppm以下
であった。Example 5 (Preparation of nickel catalyst) Al (NO 3 ) 3 9 in 3 L of water
H 2 O (454 g) was dissolved and cooled to 5 to 10 ° C. in an ice bath. Add 200 g of NaOH to this with vigorous stirring.
Was dissolved in 1 L of water and cooled to 5 to 10 ° C, and the solution was added dropwise over 2 hours to obtain sodium aluminate. next,
Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O, the 101g was dissolved in water of 600 ml, this was added concentrated nitric acid 45 ml 5 to 10
What was cooled to 0 ° C was added to the sodium aluminate solution over 1 hour with vigorous stirring. The resulting precipitate was filtered, and the precipitate thus obtained was stirred in 2 L of water for 15 minutes and washed to obtain neutrality by repeating 6 times. The resulting precipitate was subdivided, dried in an air bath at 105 ° C. for 16 hours, then ground, and sieved to collect 12 to 24 mesh. This contained 29.5 wt% nickel oxide (NiO). (Reduction treatment of nickel) 63 ml of this was packed in the same purification cylinder as used in Example 1 (packing density: 0.77 g
/ Ml), hydrogen at a temperature of 350 ° C. and a flow rate of 12
After performing reduction treatment by flowing at 3 cc / min (LV = 1 cm / sec) for 16 hours, siliconization of nickel was performed under the same conditions as in Example 1. (Purification of germanium hydride) Subsequently, germanium hydride was purified. 1266 cc / m of the same crude germanium hydride used in Example 1 was added to this purification column.
Room temperature (20) at a speed of in (LV = 10 cm / min)
Yellow phosphorous emission type oxygen analyzer (lower limit concentration of measurement: 0.
Oxygen was not detected and was 0.01 ppm or less. Flowing was continued for 10 hours in this state, but the oxygen concentration of the outlet gas was 0.01 ppm or less.
【0019】実施例6 (酸化銅触媒の調整)硫酸銅の20wt%水溶液に炭酸
ソーダの20wt%をpH9〜10になるまで加え、塩
基性炭酸銅の結晶を析出させた。この結晶を繰り返し濾
過、洗浄し、空気気流中130℃で乾燥させた後、30
0℃で焼成して酸化銅を生成させた。この酸化銅にアル
ミナゾル(触媒化成工業(株)製Cataloid−A
S−2)を混合し、ニーダーで混練した。続いて空気中
130℃で乾燥させ、さらに350℃で焼成し、焼成物
を破砕して顆粒状とした。このものを打錠成型にて直径
6mm×高さ4mmの円筒状のペレットに成型した。こ
れを破砕して振るいにかけて12〜24meshのもの
を集めた。 (銅の珪素化物)このものを実施例1で使用したと同じ
精製筒に63ml(100g、充填密度1.6g/m
l)充填し、これに10vol%のシランを含有する窒
素を380cc/min(LV=3cm/sec)で3
時間流して銅の珪素化を行った。 (水素化ゲルマニウムの精製)この精製筒に実施例1で
用いたと同じ粗水素化ゲルマニウムを1266cc/m
in(LV=10cm/min)の速度で室温(20
℃)で流して酸素濃度を測定したところ、酸素は検出さ
れず0.01ppm以下であった。この状態で10時間
流し続けたが、出口ガスの酸素濃度は0.01ppm以
下であった。Example 6 (Preparation of Copper Oxide Catalyst) To a 20 wt% aqueous solution of copper sulfate, 20 wt% of sodium carbonate was added until the pH was adjusted to 9 to 10 to precipitate crystals of basic copper carbonate. The crystals were repeatedly filtered, washed and dried in an air stream at 130 ° C.
It baked at 0 degreeC and produced the copper oxide. Alumina sol (Cataloid-A manufactured by Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) was added to the copper oxide.
S-2) was mixed and kneaded with a kneader. Then, it was dried in air at 130 ° C. and further calcined at 350 ° C., and the calcined product was crushed into granules. This product was formed into a cylindrical pellet having a diameter of 6 mm and a height of 4 mm by tableting. This was crushed and shaken to collect 12 to 24 mesh. (Silicone of copper) 63 ml (100 g, packing density 1.6 g / m 2) of the same was used in the same purifying cylinder as used in Example 1.
l) Fill with nitrogen containing 10 vol% of silane at 380 cc / min (LV = 3 cm / sec).
The silicon was silicified by flowing for a time. (Purification of germanium hydride) 1266 cc / m of the same crude germanium hydride used in Example 1 was added to this purification column.
Room temperature (20) at a speed of in (LV = 10 cm / min)
When the oxygen concentration was measured by flowing it at (° C.), oxygen was not detected and was 0.01 ppm or less. Flowing was continued for 10 hours in this state, but the oxygen concentration of the outlet gas was 0.01 ppm or less.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明によって、従来除去が困難であっ
た水素化ゲルマニウム中の酸素を0.1ppm以下、さ
らには0.01ppm以下のような極低濃度まで除去す
ることができ、半導体製造工業などで要望されている超
高純度の精製水素化ゲルマニウムを得ることが可能とな
った。Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to remove oxygen in germanium hydride, which has been difficult to remove conventionally, to an extremely low concentration of 0.1 ppm or less, and further 0.01 ppm or less. It has become possible to obtain the ultra-high-purity purified germanium hydride that has been demanded by the above.
Claims (3)
の珪素化物と接触させて、該粗水素化ゲルマニウムに含
有される酸素を除去することを特徴とする水素化ゲルマ
ニウムの精製方法。1. A method for purifying germanium hydride, which comprises contacting crude germanium hydride with a silicide of nickel or copper to remove oxygen contained in the crude germanium hydride.
または銅とシランとを接触させることによって得られた
ものである請求項1に記載の水素化ゲルマニウムの精製
方法。2. The method for purifying germanium hydride according to claim 1, wherein the silicide of nickel or copper is obtained by bringing nickel or copper into contact with silane.
の珪素化物との接触温度が200℃以下である請求項1
に記載の水素化ゲルマニウムの精製方法。3. The contact temperature between crude germanium hydride and a silicide of nickel or copper is 200 ° C. or lower.
The method for purifying germanium hydride according to 1.
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| JPH05139743A true JPH05139743A (en) | 1993-06-08 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130500A (en) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 四川大学 | Polymer based conductive elastomer with positive temperature coefficient effect and preparation method thereof |
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