RU2375479C1 - Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней и устройство для его реализации - Google Patents
Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375479C1 RU2375479C1 RU2008125866/02A RU2008125866A RU2375479C1 RU 2375479 C1 RU2375479 C1 RU 2375479C1 RU 2008125866/02 A RU2008125866/02 A RU 2008125866/02A RU 2008125866 A RU2008125866 A RU 2008125866A RU 2375479 C1 RU2375479 C1 RU 2375479C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- molybdenum
- oxide
- zone
- temperature
- molybdenum oxide
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению высокочистого молибдена для распыляемых мишеней. Способ включает очистку парамолибдата аммония в виде раствора от примесей ионным обменом в нейтральных и слабощелочных средах на гидратированном оксиде олова и на слабоосновном анионите АН-106. Затем ведут термическое разложение парамолибдата аммония при температуре 600-800°С до получения оксида молибдена и очистку оксида молибдена зонной сублимацией при температуре 750-800°С в постоянном потоке кислорода. После очистки проводят гетерогенное восстановление оксида молибдена водородом при температуре 700-750°С до образования порошка молибдена и прессование его до получения прутка. Затем осуществляют электронную вакуумную зонную перекристаллизацию прессованных прутков до получения кристаллов высокочистого молибдена и электронную вакуумную плавку в плоском кристаллизаторе с проплавлением плоских слитков высокочистого молибдена с каждой стороны на всю глубину не менее двух раз. Предлагается также устройство для очистки оксида молибдена зонной сублимацией. Техническим результатом является резкое повышение чистоты молибдена, предназначенного для тонкопленочной металлизации магнетронным распылением мишеней, поскольку чистота молибдена в значительной мере определяет электрофизические параметры наносимых тонких слоев. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при производстве распыляемых магнетронных мишеней в технологии кремниевых интегральных схем в микроэлектронике.
Известен способ ионно-обменной очистки получения высокочистого молибдена, в соответствии с которым можно очищать растворы парамолибдата аммония от двух- и трехвалентных металлов-примесей, а также решать сложную проблему очистку соединений молибдена от вольфрама.
Недостатком известного способа является то, что применяемые для этой цели известные физико-химические методы либо весьма трудоемки, либо малоэффективны, в силу чего содержание, например, вольфрама в сырье квалификации ХЧ обычно находится на уровне 4.10-2%. При исследовании избирательных свойств ионно-обменных материалов различной природы по отношению к примесям, отрицательно влияющим на физические свойства молибдена, при сорбции их из раствора парамолибдата аммония установлено, что наибольшую селективность к ионам двух- и трехвалентных металлов проявляют аминокарбоксильные амфолиты. В результате исследования сорбции вольфрама из растворов парамолибдата аммония была установлена их повышенная селективность к вольфраму. Кроме того, не вызывает сомнение тот факт, что высокочистый молибден невозможно получить, используя только один, пусть и мощный, способ очистки, и самым разумным представляется применение комплекса химико-металлургических методов.
Техническая задача - повышение чистоты молибдена для распыляемых мишеней, используемых для тонкопленочной металлизации, поскольку чистота молибдена в значительной мере определяет электрофизические параметры наносимых тонких слоев.
Это достигается тем, что предлагается способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней, который включает очистку парамолибдата аммония в виде раствора от примесей ионным обменом в нейтральных и слабощелочных средах на гидратированном оксиде олова и на слабоосновном анионите АН-106, термическое разложение парамолибдата аммония при температуре 600-800°С до получения оксида молибдена, очистку оксида молибдена зонной сублимацией при температуре 750-800°С в постоянном потоке кислорода, при этом высшие летучие оксиды молибдена собирают в дальней части реактора, а нелетучие оксиды примесей собирают в начальной части реактора, гетерогенное восстановление оксида молибдена водородом при температуре 700-750°С до образования порошка молибдена, прессование порошка молибдена до получения прутка, электронная вакуумная зонная перекристаллизация прессованных прутков до получения кристаллов высокочистого молибдена и электронная вакуумная плавка в плоском кристаллизаторе с проплавлением плоских слитков высокочистого молибдена с каждой стороны на всю глубину не менее двух раз.
Это достигается тем, что предлагается устройство для очистки оксида молибдена зонной сублимацией для получения из него высокочистого молибдена для распыляемых мишеней, включающее реактор, перемещаемый нагреватель, систему подачи кислорода и перемещаемую вдоль засыпки из оксида молибдена зону шириной 50 мм при скорости 20 мм/ч и длине засыпки 500 мм.
На фиг.1 представлено лабораторное устройство для зонной сублимации оксида молибдена в начале процесса: 1-кварцевый реактор, 2-зонный нагреватель, 3-оксид молибдена. На фиг.2 представлено лабораторное устройство для зонной сублимации оксида молибдена в конце процесса: 1-кварцевый реактор, 2-зонный нагреватель, 3-оксид молибдена.
Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней осуществляется следующим образом. Раствор парамолибдата аммония очищают от различных примесей в нейтральных и слабощелочных средах на гидратированном оксиде олова и от вольфрама на слабоосновном анионите АН-106, производят термическое разложение парамолибдата аммония при температуре 600-800°С до получения оксида молибдена, оксид молибдена 3 (Фиг.1) подвергают зонной сублимации в реакторе 1 при температуре 750-800°С, скорости перемещения нагревателя 2 20 мм/ч и десяти проходах зоны, в результате чего обрабатываемый материал, подвергаемый зонной очистке, перемещается из ближней части реактора 1 по ходу движения зонного нагревателя 2 в дальнюю часть реактора 1, причем в процессе зонной сублимации происходит очистка от летучих оксидов примесей, оксид молибдена подвергают гетерогенному восстановлению водородом при температуре 700-750°С до получения мелкодисперсного порошка металлического молибдена, порошок молибдена прессуют в прутки и подвергают электронной вакуумной зонной перекристаллизации до получения кристаллов молибдена, кристаллы молибдена переплавляют в охлаждаемом плоском кристаллизаторе в вакууме с помощью аксиального электронного луча, причем плоский слиток с каждый стороны проплавляют на всю глубину не менее двух раз.
Пример реализации способа.
В качестве исходных материалов использовали парамолибдат аммония, который подвергали очистке от вольфрама в нейтральных и слабощелочных средах на гидратированном оксиде олова (IV) и на слабоосновном анионите АН-106, селективно поглощающих вольфрам. Полученный парамолибдат аммония подвергали термическому разложению при температуре 600-800°С и получали оксид молибдена, который подвергали зонной сублимации на установке с кварцевым реактором и зонным перемещаемым горизонтально нагревателем, в результате чего получали очищенный оксид молибдена. Скорость потока кислорода 50-60 мл/мин, скорость перемещения зоны 20 мм/ч, температура 750-800°С. Оксид молибдена подвергали гетерогенному восстановлению водородом при температуре 700-750°С в течение 3-5 часов при загрузке 0,5-1 кг. В результате получали мелкодисперсный порошок металлического молибдена, который прессовали в прутки для электронно-лучевой зонной плавки. Вакуумную зонную плавку проводили в установке ЭЛЗП с предварительным вакуумным отжигом прессованного прутка в этой же установке. Результаты анализа примесного состава на различных стадиях обработки представлены в таблице.
Из результатов анализа видно, что использование сорбции на гидратированном оксиде олова в сочетании с другими химическими и вакуумно-металлургическими методами позволяет получать молибден высокой чистоты. Насколько нам известно, пока в литературе отсутствуют сообщения относительно молибдена такой высокой чистоты для изготовления распыляемых мишеней для современной нано- и микроэлектроники: образцы кристаллов перед изготовлением распыляемой мишени имели показатели остаточного электросопротивления на уровне 50000 и выше.
| Содержание примесей в молибдене высокой чистоты. Концентрация примесей приведена в единицах ppm (particles per million), соответствующей ~10-4 м.%. | |||||
| Примесь | Исходный раствор | Очищенный раствор | Очищенный МоО3 | Мо порошок чистый | Мо кристалл чистый |
| Хром | - | 0,50 | <1,00 | 0,20 | <0,05 |
| Медь | 10,00 | 5,00 | <1,00 | 0,20 | <0,06 |
| Алюминий | 20,00 | 4,00 | - | 0,50 | <0,03 |
| Магний | 20,00 | 0,30 | 5,00 | 5,00 | <0,02 |
| Марганец | 5,00 | 0,30 | <1,00 | 0,10 | <0,06 |
| Свинец | 8,00 | 1,00 | - | 0,30 | <0,20 |
| Железо | 4,00 | 8,00 | 1,00 | - | <0,06 |
| Никель | 6,00 | 0,50 | <1,00 | 0,50 | <0,05 |
| Кобальт | 10,00 | 2,00 | - | <0,06 | |
| Кремний | 60,00 | 10,00 | - | - | <0,30 |
| Ванадий | - | - | - | 0,50 | <0,05 |
| Ниобий | - | - | <5,00 | <5,00 | <1,00 |
| Олово | - | - | - | - | <2,00 |
| Вольфрам | 150,00 | - | <10,00 | 2,00 | 1,00 |
| R300K/R4,2K | ≥50000 | ||||
Claims (2)
1. Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней, который включает очистку парамолибдата аммония в виде раствора от примесей ионным обменом в нейтральных и слабощелочных средах на гидратированном оксиде олова и на слабоосновном анионите АН-106, термическое разложение парамолибдата аммония при температуре 600-800°С до получения оксида молибдена, очистку оксида молибдена зонной сублимацией при температуре 750-800°С в постоянном потоке кислорода, при этом высшие летучие оксиды молибдена собирают в дальней части реактора, а нелетучие оксиды примесей собирают в начальной части реактора, гетерогенное восстановление оксида молибдена водородом при температуре 700-750°С до образования порошка молибдена, прессование порошка молибдена до получения прутка, электронную вакуумную зонную перекристаллизацию прессованных прутков до получения кристаллов высокочистого молибдена и электронную вакуумную плавку в плоском кристаллизаторе с проплавлением плоских слитков высокочистого молибдена с каждый стороны на всю глубину не менее двух раз.
2. Устройство для очистки оксида молибдена зонной сублимацией для получения из него высокочистого молибдена для распыляемых мишеней, включающее реактор, перемещаемый нагреватель, систему подачи кислорода и перемещаемую вдоль засыпки из оксида молибдена зону шириной 50 мм при скорости 20 мм/ч при длине засыпки 500 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008125866/02A RU2375479C1 (ru) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008125866/02A RU2375479C1 (ru) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней и устройство для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2375479C1 true RU2375479C1 (ru) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008125866/02A RU2375479C1 (ru) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней и устройство для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375479C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2434959C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2011-11-27 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА РАН (ИФТТ РАН) | Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2178059A (en) * | 1985-06-03 | 1987-02-04 | Mitsubishi Metal Corp | Process for preparing an ingot from metal scrap |
| US5224534A (en) * | 1990-09-21 | 1993-07-06 | Nippon Mining And Metals Company, Limited | Method of producing refractory metal or alloy materials |
| US5722034A (en) * | 1994-12-09 | 1998-02-24 | Japan Energy Corporation | Method of manufacturing high purity refractory metal or alloy |
| RU2116969C1 (ru) * | 1996-05-13 | 1998-08-10 | Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН | Способ очистки растворов молибдата аммония от тяжелых цветных металлов |
| WO2002052051A3 (en) * | 2000-12-27 | 2002-09-12 | Rmi Titanium Co | Methods of melting titanium and other metals and alloys by plasma arc or electron beam |
| RU2263721C2 (ru) * | 2003-12-25 | 2005-11-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) | Способ получения слитков |
-
2008
- 2008-06-26 RU RU2008125866/02A patent/RU2375479C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2178059A (en) * | 1985-06-03 | 1987-02-04 | Mitsubishi Metal Corp | Process for preparing an ingot from metal scrap |
| US5224534A (en) * | 1990-09-21 | 1993-07-06 | Nippon Mining And Metals Company, Limited | Method of producing refractory metal or alloy materials |
| US5722034A (en) * | 1994-12-09 | 1998-02-24 | Japan Energy Corporation | Method of manufacturing high purity refractory metal or alloy |
| RU2116969C1 (ru) * | 1996-05-13 | 1998-08-10 | Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН | Способ очистки растворов молибдата аммония от тяжелых цветных металлов |
| WO2002052051A3 (en) * | 2000-12-27 | 2002-09-12 | Rmi Titanium Co | Methods of melting titanium and other metals and alloys by plasma arc or electron beam |
| RU2263721C2 (ru) * | 2003-12-25 | 2005-11-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) | Способ получения слитков |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗЕЛИКМАН А.Н. Металлургия тугоплавких металлов. - М.: Металлургия, 1986, с.214-216. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2434959C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2011-11-27 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА РАН (ИФТТ РАН) | Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100438670B1 (ko) | 탄탈륨 스퍼터링 타겟 및 그의 제조 방법 | |
| Duan et al. | High copper content bulk glass formation in bimetallic Cu-Hf system | |
| EP2791380B1 (en) | Amorphous alloy and method for manufacureing the same | |
| Muroga et al. | NIFS program for large ingot production of a V–Cr–Ti alloy | |
| EP3045557B1 (en) | Zirconium-based amorphous alloy and preparation method therefor | |
| Granata et al. | Fluxing of Pd–Si–Cu bulk metallic glass and the role of cooling rate and purification | |
| WO2015131431A1 (zh) | 一种Zr-Cu-Ni-Al-Ag-Y块状非晶合金及其制备方法和应用 | |
| CN112744864A (zh) | 一种5n级高纯三氧化钼生产工艺 | |
| TWI485263B (zh) | High purity erbium, a high purity erbium, a sputtering target composed of high purity erbium, and a metal gate film containing high purity erbium as the main component | |
| CN1818109A (zh) | 一种具备高强度和高导电性能的铜合金材料及其制备工艺 | |
| RU2375479C1 (ru) | Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней и устройство для его реализации | |
| RU2434959C1 (ru) | Способ получения высокочистого молибдена для распыляемых мишеней | |
| CN205368470U (zh) | 一步法生产99.99%高纯镁的装置 | |
| EP2480497B1 (en) | Method for producing high purity silicon | |
| CN106903294A (zh) | 一种低成本非晶合金件的制备方法及低成本非晶合金件 | |
| CN103740954A (zh) | 一种含In99.999%等级铟的生产方法 | |
| Zhou et al. | Remarkable effect of Ce base element purity upon glass forming ability in Ce–Ga–Cu bulk metallic glasses | |
| JP5925384B2 (ja) | 高純度マンガンの製造方法及び高純度マンガン | |
| KR101678334B1 (ko) | 고순도 망간의 제조 방법 | |
| RU2375480C1 (ru) | Способ получения высокочистого вольфрама для распыляемых мишеней и устройство для его реализации | |
| KR20150015381A (ko) | 구리 합금 스퍼터링 타겟 및 구리 합금 스퍼터링 타겟의 제조 방법 | |
| JP2005336617A5 (ru) | ||
| CN104831079B (zh) | 偏析法精铝提纯中有效去除钒的方法 | |
| CN116406429B (zh) | 一种高纯金属钪的制备方法 | |
| RU2370558C1 (ru) | Способ получения высокочистого кобальта для распыляемых мишеней |