JPS6338541A - インジウムの精製方法 - 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】 皇呈上二肌几分国 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ｍ−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。

ｌ米返玉点皿皿嘉 一般に、インジウム（Ｉｎ）を主成分とする■−■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
インジウム中に微量含まれるケイ素（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含まれる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’ｃ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含
まれるＳｉを揮発性のＳｉＯ□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。

Ｈが”しようとする諜 本発明は、上述したごときインジウム中に微量含まれる
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Ｓ’＋０の形態に再現性良
（、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。

１里至盪底 本発明は、インジウムを酸化インジウムの共存下に不活
性ガス雰囲気中で溶融し、次いで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（Ｓ
ｉ）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。

課　を”°するための 本発明は、上述のように、インジウムを真空雰囲気中で
加熱するに際し、インジウムを予め酸化インジウムの共
存下に不活性ガス雰囲気中で溶融することが重要な特徴
的事項であって、精製すべきインジウムに、酸化インジ
ウムを添加して加熱溶融することにより、溶融インジウ
ム中の溶存酸素量を、インジウム中に含まれるＳｉをＳ
ｉＯの形態にするのに必要な量に高め、かつその酸素量
を長時間にわたって飽和状態に保ってＳｉの酸化能を維
持し得るようになる。

上記インジウムに添加して共存させる酸化インジウムの
量はインジウムに対してＯ，ＯＳ〜０．５重量％程度が
好ましい、上記酸化インジウムの添加量は精製すべきイ
ンジウム中に含まれるＳｉＯ量に応じて決められるが、
インジウム中のＳｉを酸化インジウムから供給される酸
素との反応によりＳｉＯの形態として揮散させる場合、
酸化インジウム自体も下記反応、 ＩｎｔＯｓ（ｓ）　＝　ＩｎｔＯ（ｇ）　＋　Ｏｔ（ｇ
）により熱分解して、その保有する酸素の一部を揮散す
るので、酸化インジウムの添加量が低くすぎると短時間
で溶融インジウム中の溶存酸素量が低下してＳｉが十分
に除去されなくなる。また、一方、インジウム中のＳｉ
量が低いのに酸化インジウムの添加量が多すぎると、溶
融インジウムを真空雰囲気中で加熱する場合溶融インジ
ウムの表面に酸化インジウムの膜が形成して、上記加熱
により生成したＳｉＯの揮散を抑制するようになり、そ
の結果Ｓｔの除去効率が低下するので留意する必要があ
る。

上述のごとく、インジウムに酸化インジウムを添加し、
アルゴンガスのような不活性ガスの雰囲気下で９５０℃
前後に加熱すると、インジウムは溶融し、一方散化イン
ジウムは上記のごとく熱分解して酸素を生成するので、
この酸素の大部分は溶融インジウム中に溶存するように
なる。

次に、上述のごとくして得られた溶融インジウムを真空
雰囲気中で加熱すると、インジウム中のＳｉ　は溶融イ
ンジウム中の溶存酸素と反応して揮発性のＳｉＯとなっ
て渾敗し、溶融インジウム中に残存する酸化インジウム
も揮散するようになる。

この場合の加熱温度は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　＝　Ｓｔ　＋　Ｉｎｔ。

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１１００℃を越える温度ではＩｎｚ０３＝Ｉｎｚ
Ｏ＋Ｏ１ 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Ｓｉ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ので、高純度のインジウムを得るた
めの精製方法として有用であるといえる。

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。

ｈ　　　と　　　　のｔ 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
するための高純度黒鉛製容器、３は熱電対、４はガス導
入部、５は真空計、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＋ｉのインジ
ウム（６ＮＩｎ）並ヒに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ｌに充填し、その各々に酸化インジウ
ムとして６ＮＩｎを０　、０５ｗ　ｔ％、０．５ｗｔ％
及び５．０ｗｔ％をそれぞれ添加たものをアルゴンガス
を導通しながら、加熱して９５０℃の温度まで昇温した
０次いで、９５０ｔの温度下に石英製炉芯管１内を５Ｘ
１０−’ｔｏｒｒまで真空排気しながら、３時間保持し
た後、系内を真空に保ったまま冷却してインジウムを取
出した。こ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測定した。

結果は表１に示すとおりである。なお、比較として酸化
インジウムを添加し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に酸化
インジウムを０．０５〜５．０重量％添加して溶融した
ものを真空下で加熱すると、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Ｓｉ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高品ｚｍ
−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・・・・−・−一−−−石英製炉芯管２−−−−−−
・・−高純度黒鉛製容器３−・−・−−−−−一熱電対 ４・・・−・−・・ガス導入部 ５−−−−−−一・・・・真空計 ６・・−・・−・・−・真空排気装置 ７−・・・−・・−ヒーター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インジウムを、酸化インジウムの共存下に不活性
   ガス雰囲気中で溶融し、次いで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
   て揮発させ除去することを特徴とするインジウムの精製
   方法。
2. （２）酸化インジウムをインジウムに対して０．０５乃
   至０．５重量％添加して共存させる特許請求の範囲第（
   １）項記載のインジウムの精製方法。
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）項記載の精製方法。