JPS6338540A - インジウムの精製法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 及呈上■剋■盆国 本発明は、インジウムの精製法、さらに詳しくは、イン
ジウムを主成分とするｆｉｒ−Ｖ族化合物半導体用材料
に供するのに適したシリコン含量の極めて低い高純度イ
ンジウムを得るためのインジウムの精製方法に関する。

孟米狭玉点皿塁点 −ａに、インジウム（Ｉｎ）を主成分とする■−Ｖ族化
合物半導体のキャリア濃度は、該半導体用材料としての
インジウム中にｍ！含まれ°るケイ素（Ｓｉ）に代表さ
れる不純物の量に大きく影響される。したがって、上記
化合物半導体用材料として用いるインジウムは特別な精
製処理を施して予めＳｉ等の不純物を可及的に除去して
おくことが必要である。

従来、インジウム中に微量台まれるＳｉを除去する手段
として次に示すような方法が行われていた。

■インジウムを真空中で８５０℃程度の温度に加熱保持
する方法、 ■インジウムを、微量な水蒸気を含む不活性ガスの雰囲
気下で常圧もしくは減圧下に８００〜１０００℃の温度
に加熱保持する方法、及び ■インジウムを、石英管中に収容し、これに水素ガスを
導通しながら、常圧もしくは減圧下に７００℃程度の温
度に加熱保持する方法。

しかし、これらの方法はいずれもインジウム中に微量台
まれるＳｉを揮発性の５ｉＯ１形態で揮散させることか
ら成るものであるが、次に示すように、工業的に再現性
良＜　　Ｓｉを除去するうえで問題点がある。

すなわち、上記■の方法では、Ｓｉを酸化してＳｉＯの
形態にするのに必要な酸素の供給源がインジウム中に溶
存している酸素量に限られるため、Ｓｉの除去効果が不
十分であり、かつ再現性に乏しく、■の方法では、イン
ジウム中のＳｉ含有量に応じて適当な水蒸気分圧の存在
が必要なため、精製条件の設定が困難であって、再現性
がない。

また、上記■の方法は、Ｓｉを酸化するのに必要な水蒸
気を水素ガスと石英管との反応により生成させて利用す
るものであるが、この反応で生ずるＳｉＯがインジウム
中のＳｉの酸化を抑制する作用をするため、比較的低温
で加熱する必要があり、したがって、精製に長時間の処
理を要する。

明が解ンしようとする課題 本発明は、上述したごときインジウム中にｍ！含まれる
不純物としてのＳｉの除去法における問題点に鑑みなさ
れたものであって、上記インジウム中のＳｉを揮発性の
ＳｉＯの形態で再現性良く、効率的に除去し得る方法を
提供することを課題とする。

本発明者らは、インジウム中に含まれるＳｉをＳｉＯの
形態にするのに必要な十分の酸素量をインジウム中に溶
存させることにより、ＳｉをＳｉＯの形態に再現性良く
、効率的に酸化させることに成功し、本発明をなすに至
った。

以下本発明の詳細な説明する。

又里亘盪底 本発明はの特徴は、インジウムを酸化性雰囲気中で加熱
溶解してその一部を酸化インジウムとし、次いで、得ら
れた酸化インジウムを含む溶融インジウムを真空雰囲気
中で加熱してインジウム中に不純物として微量存在する
Ｓｔを上記酸化インジウムと反応させてＳｉＯの形態と
して揮散させて除去することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、インジウムを酸化性雰囲気中で加熱融解して
その一部を酸化インジウムに形成することにより、溶融
インジウム中に、該インジウム中のＳｉをＳｉＯの形態
にするのに必要にして十分な世の酸素を溶存させ、それ
により、その酸素量を長時間にわたって飽和状態に保っ
てＳｉの酸化能を維持できるようにしたものである。

インジウムを上述のごと（加熱溶解してその一部を酸化
インジウムにするのに際しては、それにより溶融インジ
ウム中に溶存される酸素量が精製すべきインジウム中の
ＳｉをＳｉＯに酸化するのに通した量になるように酸化
・インジウムを形成させることが望ましい、すなわち、
酸化インジウムの形成量が少ないと、次の真空雰囲気中
での加熱に際し、酸化インジウム自体が次の反応Ｉｎ、
Ｏユ（ｓ）　＝　Ｉｎｔｏ（ｇ）　＋Ｏｚ（ｇ）により
熱分解するため、熔融インジウム中の溶存酸素量が短時
間に低下してしまってＳｉが十分に除去されなくなり、
一方、酸化インジウムの形成量がインジウム中のＳｉ含
有量からみて多くなりすぎると、次の真空雰囲気中での
加熱過程において溶融インジウムの表面が酸化インジウ
ムの膜で覆われて、該加熱で生成したＳｉＯの揮散が抑
制されるためＳｉの除去効率が低下し、加うるに、残存
する酸化インジウムの揮散にも長時間を要するようにな
る。

したがって、本発明では、上記インジウムの一部を酸化
インジウムに形成するための酸化工程を行うに当っては
、精製すべきインジウムのＳｉ含量を考慮して酸化条件
を設定して、−ｉ的には、酸素ガスの導通下に２００〜
５００℃程度の温度で加熱融解するとよい。この際の加
熱融解は、０□を５〜２０％含むガス組成の雰囲気中昇
温時間を１０〜６０分で行う。

次に、このようにして得られる酸化インジウムの適当量
を含む溶融インジウムを、真空雰囲気中、好ましくは１
０−’〜１０−　’Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で加熱して
、インジウム中のＳｉを酸化しＳｉＯの形態にして揮散
させる。この際の加熱温度は、７５０〜１１００℃が好
ましく、７５０℃より低い温度では、Ｓｉ＋０＝ＳｉＯ による反応よりも ＳｉＯ＋　２Ｉｎ　＝　Ｓｉ　＋　Ｉｎ２Ｏの反応が優
先するためＳｉの除去効果が得られなくなり、一方１１
００℃を越える温度ではＩｎＩｎ２０３＝Ｉｎ＋Ｏ２ の熱分解反応が急激に進行するため、Ｓｉを酸化するの
に必要な溶融インジウム中の溶存酸素量が短時間で減少
してしまってＳｉが十分に除去されなくなる。

なお、上記加熱を真空雰囲気中で行うのは、加熱により
生成したＳｉＯ及び残存する酸化インジウムの揮散を促
進するためであって、上述のごと＜　、１０−’〜１０
−　’Ｔｏｒｒの真空℃にすると特に効果的である。

畝上のとおり、本発明によると、インジウム中に微量含
まれるＳｔを揮発性のＳｉＯの形態で再現性良く、かつ
効率的に除去し得るようになる。

以下に実施例により本発明及びその効果を具体的に説明
する。

叉施史上又里傅夙来 実施例 添付図に例示した装置を用いて実施した。

図中１は石英製炉芯管、２はインジウムを溶融して保持
するだめの高純度黒鉛製容器、３は熱電対、４はガス導
入部、５は真空針、６は真空排気装置及び７はヒーター
を示す。

Ｓｉ含有量０．０２〜０．０４ｗｔ、ｐｐ−のインジウ
ム（６ＮＩｎ）並びにＳｉ含有量０．１〜０．５ｗｔ、
ｐｐ−のインジウム（４ＮＩｎ）の各１ｋｇ宛を、それ
ぞれ石英製炉芯管１に充填し、ガス導入部４より１０％
０□−９０％Ａｒの混合ガスを２００ａ＋Ｊ／ｗｉｎ、
で導通しながら加熱して、２００又は４００℃の温度ま
で３０分で昇温した０次いで、石英製炉芯管１内を５　
Ｘ　１０−　”　ｔｏｒｒまで真空排気しながら加熱し
て９５０℃の温度まで３０分で昇温した。

９５０℃の温度下に石英製炉芯管ｌ内を真空排気しなが
ら３時間保持した後、系内を真空に保持したまま冷却し
てインジウムを取出した。

上述のようにして得られた各インジウム中のＳｉ含有量
をスパークソースマス分析法により定量した。

結果は表１に示すとおりである。なお、比較としてイン
ジウムの酸化を行わないで同様に処理した場合について
も示した。

表１にみられるとおり、本発明によりインジウムを酸化
してその一部を酸化インジウムに形成させたものを、真
空雰囲気中で加熱すると、インジウム中のＳｉ含有量が
比較例に比べて著しく低減し得る。

したがって、本発明によると、比較的筒車な精製手段に
よってＳｔ含量の極めて低い高純度のインジウムを得る
ことができるので、キャリア濃度が極めて低い商品ｇｍ
−ｖ族化合物半導体の材料として有用なインジウムを提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の実施に用いる装置の概略を例示したも
のである。 図中、 １・・・−−−−−−−・石英製炉芯管２−−−−・・
・−高純度黒鉛製容器 ３−・〜・・・−熱電対 ４−・−・−ガス導入部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インジウムを、酸化性雰囲気中で加熱融解してそ
   の一部を酸化インジウムとし、次いで得られた酸化イン
   ジウムを含む溶融インジウムを真空雰囲気中で加熱して
   インジウム中に不純物として微量存在するケイ素（Ｓｉ
   ）を上記酸化インジウムと反応させてＳｉＯの形態とし
   て揮散させ除去することを特徴とするインジウムの精製
   法。
2. （２）インジウムを酸化性雰囲気中で２００乃至５００
   ℃の温度で加熱溶解する特許請求の範囲第（１）項記載
   のインジウムの精製法。
3. （３）真空雰囲気中での加熱を７５０℃〜１１００℃の
   温度で行う特許請求の範囲第（１）項記載の精製法。