JPS605553B2 - セレン化亜鉛多結晶体の製造方法 - Google Patents

セレン化亜鉛多結晶体の製造方法

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JPS605553B2
JPS605553B2 JP55125336A JP12533680A JPS605553B2 JP S605553 B2 JPS605553 B2 JP S605553B2 JP 55125336 A JP55125336 A JP 55125336A JP 12533680 A JP12533680 A JP 12533680A JP S605553 B2 JPS605553 B2 JP S605553B2
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JP
Japan
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capsule
znse
glass
zinc selenide
hip
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Application number
JP55125336A
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English (en)
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JPS5751103A (en
Inventor
肇 一柳
憲一郎 柴田
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • C01B19/007Tellurides or selenides of metals

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセレン化亜鉛(以下ZnSeと称す)多結晶体
を熱間静水圧プレスにより加熱圧縮し、繊密で純度の高
い欠陥の少し、多結晶体を製造する方法に関するもので
ある。
ZnSeはいわゆるローの族化合物半導体材料の1種で
あり、その良好な赤外透光性、機械的特性及び熱的特性
から近年光学部品、特に炭酸ガスレーザー用窓材などの
部品として注目されている。
この場合、素材として空孔(ボィド)及び不純物等の内
部欠陥の少ない材料の開発が望まれている。これらの欠
陥は、レーザー光吸収の原因となり、ひいてはそれが窓
材の過熱又は破壊などの劣化につながるからである。レ
ーザー窓材用ZnSeは、良好な機械的特性(強度)が
必要であり、努開性のない多結晶材が用いられる。
ZnSe多結晶体の製造方法としては、特にレーザー窓
材用の如く大型(直径数地以上、厚み数側以上)のもの
を得る方法として化学蒸着法(ChemicalVap
or戊ositionProcess:以下CVD法と
称す)及び粉末ホットプレス法の2種類の方法が実用化
されている。しかし、前者のCVD法によるものは純度
は良いが、大型部品を製造するのに長時間を要すること
、又時間を短くするために成長速度を早くした場合柱状
晶的結晶生長が顕著となり、空孔の存在が認められる場
合が多く、一方後者の粉末ホットプレス法によるものは
、不純物の混入が多い上に一方向のみの加圧のため圧力
の不均一を生じ、空孔が残留する問題があった。
本発明はこれらの問題を解決するために熱間静水圧プレ
ス(HotlsostaticPress以下HIP法
と称す)を用いて、超高圧により上記多結晶体の空孔を
つぶし高密度化する方法に関し、特にその被加工体の密
閉方法に改善を加え高純度のZnSe多結晶体を提供せ
んとするものである。
HIP法は、高温高圧ガスの雰囲気下で、種々の材料の
高密度圧縮加工処理する方法として公知である。
この方法は高温と等方的な加圧力を同時に加えることが
できるため、従来主として金属系材料で粉末材料の加圧
榛結、鋳造品、暁結品の内部欠陥の除去に利用されてい
る。このHIP法をZnSe多結晶体に応用する場合問
題になるのは、密閉容器(カプセル)への封入方法であ
る。ZnSe多結晶体をHIP処理する場合圧力媒体(
Arガス等)からの不純物汚染を防止し、又有毒成分の
昇華による飛散を防ぐ為にカプセルに真空封入して、H
把するのが適当である。しかし一般式に用いられるNi
、Mo、ステンレス、Pt等の金属製カプセルでは、い
ずれもZnSeと反応するため使用できないので、反応
性の少ないガラス質のカプセルが適当である。第1図に
ガラスカプセルへの封入からHIP迄の工程を順に示す
。イはガラスカプセル1に被加工体(ZnSe)2を装
入後の状態で、口は真空封入後の状態ハはHIP加工後
の状態でガラスカプセルとZnSeが密着している様子
を示す。このガラスカプセルは、ZnSeのHIP温度
(900〜120000)において適度に軟化し変形能
を有する必要があり、パィレックスガラスが軟化点、入
手のし易さ、加工性の点で最も望ましい材料である。し
かし、このパィレックスガラスは通常B03Na20等
の成分を多く含有するため「 これらの不純物がZnS
eを汚染する問題があった。
第1表にパィレックスガラスの組成を示す。第1表 これらの不純物がHm後第1図ハの如くカプセルとZn
Seとの直接接触により、ZnSe中に拡散し、不純物
汚染を起こし、透光性の低下の原因となるものである。
本発明は、上述の問題点を解決するもので、ガラスカプ
セル利用によるZnSe多結晶体のHIPにおいて、カ
プセル内面にカーボン被膜を形成することにより、カプ
セルからの不純物汚染を低減する方法を提供するもので
ある。以下本発明の内容を図面を用いて実施例により説
明する。
第2図は本発明の実施例における真空密封後のカプセル
の断面図である。
図において2はZnSe多結晶体で、カプセルーの内面
には点線で示すカーボン被膜層3を形成してある。第3
図は本発明の実施例における、ガラスカプセルへのカー
ボン被膜層の形成方法を示す一例である。図において6
はA州2等の不活性ガスで、キャリャーガスとして用い
る。7はバブラ−で有機溶剤(アセトン、アルコール、
ベンゼン等)8を蒸発させ、キャリアーガスと共に5の
カプセル中に供給する。
カプセル4は電気炉にて700〜900午C程度に加熱
され、カプセル内で熱分解反応が起る。未反応のガス及
びキャリアガスは9のトラツプを通じ、10へ排気する
。この様にして得られたカーボン被膜層は高純度で繊密
であり、HIP加工時のガラスカプセルから侵入する不
純物を防止する効果のあることを見出した。カーボン自
体はZnSe及びガラスカプセルと非反応性であり、不
純物汚染の原因とはならない。又、厚さが1仏〜数1岬
であり薄いために、HIP加工時のカプセルの変形に伴
い、十分に対応して変形するためHIP圧力が被加工体
であるZnSeに有効に伝達される。また、コーティン
グしたカプセル内に、ZnSe多結晶体を封入するに際
し、カプセルとZnSe多結晶体の間隙に、ZnSe及
びカプセルと反応性の小さい物質(例えはSi02粉末
AI203粉末カーボン粉末等)を介在させて不純物防
止効果を一層高めても良いo又、ガラスカプセルの材質
としては、パィレツクスガラスの他にB203成分の少
ないアルミナシリケートガラスを用いてもよい。
実施例 1 内径25帆、高さ5仇咳の試料装入部を有するパィレッ
クスガラスカプセルの内面に、アセトン蒸気を、Arガ
スをキャリアガスとして、25cc/min供給しつつ
、700ooにて1時間加熱し、カーボンコート層を形
成した。
このカプセルに、空孔を有する、密度比99.6%のC
VD法によるZ鷹e多結晶体を装入し、900qoにて
1時間加熱真空引きした後、真空封入した。
同様にカーボンコード層なしのカプセルにも、真空封入
し、比較用試料とした。これらのカプセルを1000℃
、100び気圧にて1時間のHIP力ロ工を行なった。
加工前及び加工後の試料の比重(密度比)及び質量分析
計による代表的な不純物元素の分析結果を第2表に示す
。第2表 (単位 ppm) 実施例 2 内径15肋、高さ40側の試料装入部を有するアルミナ
シリケートガラスカプセルの内面にエチルアルコール蒸
気を、N2ガスをキャリアガスとして50cc/min
供給しつつ、800℃にて2時間加熱し、カーボンコー
ト層を成形した。
このカプセルに、空孔を有する、密度比99.2%のホ
ットプレス法によるZnSe多結晶体を袋入し、920
q0にて1.虫時間、加熱真空引きした後、真空封入し
た。
同様に、カーボンコート層なしのカプセルにも真空封入
し、比較用試料とした。これらのカプセルを1100q
o、150ぴ気圧にて2時間のHIP加工を行なった。
加工前及び加工後の試料の比重(密度比)及び質量分析
計による代表的な不純物元素の分析結果を第3表示す。
第3表 (単位 m) 実施例 3 内径25肋、高さ5仇蚊の試料菱入部を有するパィレッ
クスガラスカプセルの内面に、アセトン蒸気を、N2ガ
スをキャリアガスとして、30cc′min供給しつつ
、750ooにて1時間加熱し、カーボンコート層を形
成した。
このカプセルに、空孔を有する、密度比80%のZnS
e粉末成型体を装入し、900qoにて1時間、加熱真
空引きした後、真空封入した。
同様に、カーボンコート層なしのカプセルにも、真空封
入し、比較用試料とした。このカプセルを1200午0
、200館気圧にて3時間の町P加工を行った。
加工前及び加工後の試料の比重(密度比)及び、質量分
析計による代表的な不純物元素の分析結果を第4表に示
す。第4表 (単位ppm) 以上述べたように、本発明は、ZnSe多結晶体をHI
P刀0工することにより、内部欠陥を除去する方法にお
いて、カプセル内面に、有機溶剤の熱分解方法により、
カーボン被膜を形成させるため、ガラスカプセルからの
不純物汚染を低減できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図イ,口,ハは、ガラスカプセルへの封入から印P
工程迄のカプセル形状を順に示す。 第2図は、本発明の実施例における、密封後のカプセル
構造の例を示す縦断面図である。1:カプセル、2:被
加工体(ZnSe多結晶体)、3:カーボンコート層。 第3図は、本発明の実施例における、カプセル内面への
カーボンコート方法を示す図である。 4:電気炉、5:カプセル、6:キャリアガス(Ar)
、7:バブラー、8:有機溶剤、9:トラツプ、10:
排気。 オー図 才2図 力3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 セレン化亜鉛多結晶を熱間静水圧プレスにより加熱
    圧縮し、内部欠陥を除去する方法において、上記多結晶
    体を封入する密閉容器としてガラスカプセルを用い、こ
    の内面にアセトン、エチルアルコール、等の有機溶剤の
    熱分解法により、カーボン被膜を予め形成したのち上記
    多結晶体を封入して加熱圧縮することを特徴とするセレ
    ン化亜鉛多結晶体の製造方法。
JP55125336A 1980-09-11 1980-09-11 セレン化亜鉛多結晶体の製造方法 Expired JPS605553B2 (ja)

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JPS5751103A JPS5751103A (en) 1982-03-25
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JPS6011293A (ja) * 1983-06-29 1985-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd ZnSe単結晶の製造方法
JPH01226747A (ja) * 1988-03-08 1989-09-11 Tosoh Corp 高純度半透明石英ガラスの製造方法

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