GaAs化合物半導体スクラップの精製に関する基礎研究

砷化镓化合物半导体废料精炼基础研究

• 批准号: 09750803
• 负责人: 山口 勉功
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750803/
• 关键词: ガリウム砒素; リサイクル; 蒸気圧; 状態図; 解離圧; ガリウムヒ素化合物; GaAs; 有効蒸気圧; 揮発処理; 真空揮発処理

GaAs化合物スクラップからのヒ素の揮発処理を考察する目的で,Ga-As2元系の活量データに基づき,Ga-AS2元系合金の有効蒸気圧-温度-組成相関図を作製した。ヒ素の有効蒸気圧は,P_<eff>/atm=PAs+2PAs_2+3PAs_3+4PAs_4で定義される値である。Ga-As2元系合金の有効蒸気圧-温度-組成相関図を作製した結果,GaAs化合物の融点1510Kにおけるp_<eff>の値は1atmを越えるが,ヒ素のモル分率N_<As>の減少とともにP_<eff>が急激に小さくなることが分かった。したがって,GaAs化合物のスクラップを,1500K,1atmの中性気流中下で熱分解した場合,GaAsスクラップからヒ素が容易にの解離揮発するものと予測される。化合物は,熱分解によりヒ素元素濃度の低い溶融2元系合金に転換されるが,溶融合金の呈するP_<eff>もかなり大きいため,N_<As>が0.1以下のヒ素濃度の低濃度域まで熱分解によるヒ素の回収が可能と思われる。さらに大気下ではなく,真空下における揮発工程を採用することにより分離効果は大幅に向上するものと考えられる。GaAs化合物のヒ素を酸化揮発させるうえで興味のもたれるGaAs_2O_4の生成自由エネルギーを,起電力法による酸素ポテンシャルの測定と,ヒ素の分配平衡の実験より導出することを試みた。しかしながら,焼結法でGaAs_2O_4を合成した場合,未反応のAs_2O_3が確認され,また,水溶液から合成したGaAs_2O_4は結晶性が悪く,安定したGaAs_2O_4の生成自由エネルギーを導出することが困難であった。今後は,低温でさらに焼結時間を長くしてGaAs_2O_4を合成する必要があるものと考えられる。また,配線基板上のガリウムヒ素を分離回収するうえで,銅や鉄などの基板材料とガリウムないしはヒ素をどのように分離回収していくのかも重要な課題である。

In order to investigate the chemical evolution of GaAs compounds, the activity parameters of Ga-As2-system and the temperature-composition dependence of Ga-AS2-system alloys were studied. P_<eff>/atm=PAs+2PAs_2+3PAs_3+4PAs_4. As a result, the melting point of GaAs compounds at 1510K is reduced from 1 atm to 1 atm, and the ratio <eff>of N_to P_is reduced from 1 <As>atm to 1 atm<eff>. In the case of thermal decomposition of GaAs compounds at 1500K, 1 atm in neutral gas flow,GaAs compounds are easy to dissociate and decompose. The thermal decomposition of the compounds is possible in the low concentration range of N_(0.1) or lower<eff>, and in the <As>low concentration range of N_(0.1) or lower. In this case, the separation effect is greatly increased. GaAs_2O_4 is a new type of GaAs compounds. The chemical composition of GaAs compounds is characterized by the following: (1) The chemical composition of GaAs_2O_4 is characterized by the following: When GaAs_2O_4 is synthesized by sintering method, As_2O_3 is not confirmed, and it is difficult to synthesize GaAs_2O_4 from aqueous solution. In the future, it will be necessary to synthesize GaAs_2O_4 at low temperatures and long sintering times. In addition, it is an important issue to separate and recycle copper and iron substrate materials on wiring substrates.

项目成果

K.Yamaguchi: "Free Energy of Mixing and Vapour Pressure of the Liquid Ga-As,In-As,Ga-P and In-P Alloys," Z.Metallkde. 89巻4号(掲載決定). (1998)

K.Yamaguchi：“液态 Ga-As、In-As、Ga-P 和 In-P 合金的混合自由能和蒸气压”，Z.Metallkde，第 89 卷，第 4 期（1998 年出版）。 ）

K.Yamaguchi: "Free Energy of Mixing and Vapour Pressure of the Liquid Ga-As,In-As,Ga-P,In-P Alloys." Z.Metallkude.89・4. 279-286 (1998)

K.Yamaguchi：“液态 Ga-As、In-As、Ga-P、In-P 合金的混合自由能和蒸气压。”Z.Metallkude.89・4 (1998)。