JP5558111B2 - 高純度ランタンの製造方法 - Google Patents
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Description
希土類元素は一般に酸化数3の化合物が安定であるが、ランタンも3価である。最近ではランタンをメタルゲート材料、高誘電率材料(High−k)等の、電子材料として研究開発が進められており、注目されている金属である。
最近、次世代のMOSFETにおけるゲート絶縁膜として薄膜化が要求されているが、これまでゲート絶縁膜として使用されてきたSiO2では、トンネル効果によるリーク電流が増加し、正常動作が難しくなってきた。
このため、それに変わるものとして、高い誘電率、高い熱的安定性、シリコン中の正孔と電子に対して高いエネルギー障壁を有するHfO2、ZrO2、Al2O3、La2O3が提案されている。特に、これらの材料の中でも、La2O3の評価が高く、電気的特性を調査し、次世代のMOSFETにおけるゲート絶縁膜としての研究報告がなされている(非特許文献1参照)。しかし、この非特許文献の場合に、研究の対象となっているのは、La2O3膜であり、La元素の特性と挙動については、特に触れてはいない。
徳光永輔、外2名著、「High−k ゲート絶縁膜用酸化物材料の研究」電気学会電子材料研究会資料、Vol.6−13、Page.37−41、2001年9月21日発行
MOSFETにおけるゲート絶縁膜として利用する場合に、形成するのは主としてLaOx膜であるが、このような膜を形成する場合には、任意の膜を形成するという、膜形成の自由度を増すために、純度の高いランタン金属が必要となる。本願発明は、これに適合する材料を提供することができる。
しかしながら、これらの希土類元素は、性質が近似しているが故に、希土類元素合計で1000wtppm未満であれば、電子部品材料としての使用に際し、特に問題となるものでない。
この意味で、本願発明のランタンの純度は、ガス成分を除く純度が4N以上とするものである。このレベルに精製したランタンは、ガス成分もそれにつれて低減する。例えば、ランタンに含有する酸素が2000wtppm以下、場合によっては5000wtppm以下であれば、大きな問題とはならない場合がある。
しかしながら、本願発明は、5000wtppm近傍の酸素含有量を目途とするものではないことは理解されるべきことである。すなわち、酸素もできるだけ少ない方が望ましいことは言うまでもない。本願発明においては、1500wtppm以下、さらには1000wtppm未満とすることを目途とし、これを達成するものである。
また同様に、希土類元素及びガス成分を除いた純度が4N以上であり、ランタン中のアルミニウム、鉄及び銅が、それぞれ100wtppm以下、かつ酸素含有量が1500wtppm以下、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の各元素がそれぞれ1wtppm以下、上記以外の遷移金属及び高融点金属の各元素がそれぞれ10wtppm以下、放射性元素がそれぞれ10wtppb以下である高純度ランタンスパッタリングターゲットを得ることができる。
微量であれば、特に問題とはならないが、多くなるとその問題が顕著になる。したがって、電子部品材料として、使用する場合には、それぞれの含有量が1wtppm以下とすることが望ましいと言える。これらの元素の多くは、蒸気圧が高いので、電子ビーム溶解により、揮散するので、効率良く除去できる。
総量としては、20wtppbまでの混入までは許容できるが、できるだけ少ない方が良い。上記の通り、それぞれの元素は個々に分析及び管理することができ、これらの元素については、それぞれ10wtppb以下とすることが望ましい。
本願発明のターゲットのα線量をガスフロー比例計数管方式の測定装置を用いて測定した結果、α線量は0.01cph/cm2以下であった。
このような事情から、ある程度、他の希土類の混入は黙認されるが、ランタン自体の特性を向上させようとする場合は、少ないことが望ましいことは、言うまでもない。
また、ガス成分を除いた純度が4N以上とするのは、ガス成分は除去が難しく、これをカウントすると純度の向上の目安とならないからである。また、一般に他の不純物元素に比べ多少の存在は無害である場合が多いからである。
また、酸化物が存在するとパーティクルやノジュール発生の原因となるので、好ましくない。また、後述するメタルゲート膜の性質に影響を少なからず与えるので、極力低減させる必要があることは言うまでもない。したがって、酸素については、厳重に制御することが望ましいことは言うまでもない。好ましくは、1500wtppm以下、さらに好ましくは1000wtppm未満とするのが良い。
ターゲットの製造は、鍛造・圧延・切削・仕上げ加工(研磨)等の、通常の加工により製造することができる。特に、その製造工程に制限はなく、任意に選択することができる。
処理するランタンの原料として表1に示す市販品を用いた。ランタンそのものは、最近注目されている材料であるため、素材の市販品は、その純度もまちまちであり、品位が一定しないという実情がある。市販品はその内の一つである。
本実施例1で使用した市販品のランタンは、10〜20mm程度の多数の塊状物からなる。ランタンが非常に酸化され易い物質のため、オイル(流動パラフィンン)漬けされている。このため、脱脂又は必要に応じて超音波洗浄し、アセトンを除去した。
硝酸が残留するとEB(電子ビーム)溶解インゴットの酸素が上昇し、また水分が残留すると、EB炉中の真空度が低下するので、硝酸及び水分の残液を極力少なくすることが望ましい。この硝酸処理により、ランタン原料に酸化膜を形成した。酸洗後の原料は6.86kgとなった。
また、酸素は440wtppmであり、これも本願発明の、好ましい条件である1500wtppm以下、さらに好ましい条件である1000wtppm未満を達成していた。
なお、参考までに、希土類元素である、Ce:4.7wtppm、Pr:1.5wtppm、Nd:21wtppm、Sm:<0.05wtppmであった。これらは、残存量はあるが、希土類元素全体で50wtppm以下であり、原料から比べて大きく減少しているのが分かる。この程度の含有量は、ランタンの特性を損なうものではない。
処理するランタンの原料として表2に示す市販品を用いた。本実施例2で使用した市販品のランタンは、120mm角×30mmtの板状物からなる。1枚の重量は、2.0kg〜3.3kgであり、これを12枚、合計で24kgの原料を使用した。これらの板状のランタン原料は非常に酸化され易い物質のため、アルミニウムの真空パックされていた。
次に、真空パックから取り出し、硝酸3規定(70%硝酸の5倍)を使用して、ランタン1kgに対して硝酸溶液10リットルの割合で、5分間浸漬した後、水洗及びアセトン中で30分間超音波洗浄した。硝酸が残留するとEB(電子ビーム)溶解インゴットの酸素が上昇し、また水分が残留すると、EB炉中の真空度が低下するので、硝酸及び水分の残液を極力少なくすることが望ましい。これは、実施例1と同様の理由による。
この硝酸処理により、ランタン原料に酸化膜を形成した。酸洗後の原料は、合計で23.78kgとなった。
以上によって、高純度ランタンインゴット22.54kgを製造することができた。このようにして得た高純度ランタンの分析値を表2に示す。表2に示すように、ランタン中のAl:5.5wtppm、Fe:3.5wtppm、Cu:2.8wtppmであり、それぞれ本願発明の条件である100wtppm以下の条件を達成していることが確認できた。また、酸素は550wtppmであり、これも本願発明の、好ましい条件である1500wtppm以下、さらに好ましい条件である1000wtppm未満を達成していた。
また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の各元素が、それぞれ1wtppm以下、上記以外の遷移金属及び高融点金属の各元素が、それぞれ10wtppm以下、放射性元素が、それぞれ10wtppb以下とする本願発明の好ましい条件も全て達成していた。
なお、参考までに、希土類元素である、Ce:6.8wtppm、Pr:2.6wtppm、Nd:34wtppm、Sm:<0.1wtppmであった。これらは、残存量はあるが、希土類元素全体で50wtppm以下であり、原料から比べて大きく減少しているのが分かる。この程度の含有量は、ランタンの特性を損なうものではない。
Claims (1)
- ランタン原料を硝酸で処理してランタンに酸化膜を形成し、これをEB溶解して表面の酸化膜及びランタン原料に含まれる酸化物を除去し、酸素含有量を1500wtppm以下とすると共に、希土類元素及びガス成分を除いた純度が4N以上であり、ランタン中のアルミニウム、鉄及び銅をそれぞれ100wtppm以下、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の各元素をそれぞれ1wtppm以下、上記以外の遷移金属及び高融点金属の各元素をそれぞれ10wtppm以下、放射性元素をそれぞれ10wtppb以下とすることを特徴とする高純度ランタンの製造方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130105921A (ko) | 2011-01-21 | 2013-09-26 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 란탄의 제조 방법, 고순도 란탄, 고순도 란탄으로 이루어지는 스퍼터링 타겟 및 고순도 란탄을 주성분으로 하는 메탈 게이트막 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2298715A4 (en) * | 2008-07-07 | 2011-11-23 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | LANTHANE OXIDE SINTERED OBJECT, SPRAYING TARGET COMPRISING THE SINTERED OBJECT, PROCESS FOR PRODUCING THE LANTHANE OXIDE SINTERED OBJECT, AND PROCESS FOR PRODUCING A SPRAYING TARGET USING THE METHOD |
KR101412404B1 (ko) * | 2008-07-07 | 2014-06-25 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 산화물 소결체, 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃, 산화물 소결체의 제조 방법 및 산화물 소결체 스퍼터링 타깃 게이트의 제조 방법 |
WO2010110134A1 (ja) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 日鉱金属株式会社 | スパッタリング用ランタンターゲット |
CN102378825B (zh) * | 2009-03-31 | 2013-10-23 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 溅射用镧靶 |
EP2503020B1 (en) | 2009-11-17 | 2014-11-26 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Method for storing lanthanum oxide target, and vacuum-packed lanthanum oxide target |
KR20140129388A (ko) * | 2010-11-19 | 2014-11-06 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 란탄의 제조 방법, 고순도 란탄, 고순도 란탄으로 이루어지는 스퍼터링 타깃 및 고순도 란탄을 주성분으로 하는 메탈 게이트막 |
AU2012318023B2 (en) * | 2011-09-28 | 2016-04-28 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High-purity lanthanum, method for producing same, sputtering target comprising high-purity lanthanum, and metal gate film comprising high-purity lanthanum as main component |
CN110578061A (zh) * | 2018-06-07 | 2019-12-17 | 湖南稀土金属材料研究院 | 一种高纯稀土金属的电子束熔炼连续铸锭方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0892662A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-09 | Minoru Isshiki | 高純度金属の精製方法およびその精製装置 |
JPH09501738A (ja) * | 1993-08-13 | 1997-02-18 | ジョンソン マッセイ エレクトロニクス,インコーポレイティド | 高純度元素の製法 |
JP2007169683A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Canon Inc | 成膜装置及び方法、露光装置、並びに、デバイス製造方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4265862A (en) | 1979-01-25 | 1981-05-05 | Eastman Kodak Company | Process for purifying rare-earth compositions using fractional sulfate precipitation |
FR2661425B1 (fr) | 1990-04-27 | 1992-12-04 | Pechiney Recherche | Procede de preparation electrolytique, en milieu de fluorures fondus, de lanthane ou de ses alliages avec le nickel. |
WO2004079036A1 (ja) | 2003-03-04 | 2004-09-16 | Nikko Materials Co., Ltd. | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
JP2005048260A (ja) | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Canon Inc | 反応性スパッタリング方法 |
EP1674396A4 (en) | 2003-10-15 | 2007-08-22 | Nippon Mining Co | PACKAGING DEVICE AND PACKAGING METHOD FOR HOLLOWING CATHODE SPUTTER TARGET |
EP1739196B1 (en) * | 2005-06-29 | 2009-02-18 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Rare earth metal member of high surface purity and making method |
EP2298715A4 (en) | 2008-07-07 | 2011-11-23 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | LANTHANE OXIDE SINTERED OBJECT, SPRAYING TARGET COMPRISING THE SINTERED OBJECT, PROCESS FOR PRODUCING THE LANTHANE OXIDE SINTERED OBJECT, AND PROCESS FOR PRODUCING A SPRAYING TARGET USING THE METHOD |
KR101412404B1 (ko) | 2008-07-07 | 2014-06-25 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 산화물 소결체, 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃, 산화물 소결체의 제조 방법 및 산화물 소결체 스퍼터링 타깃 게이트의 제조 방법 |
WO2010050409A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 日鉱金属株式会社 | 希土類金属又はこれらの酸化物からなるターゲットの保管方法 |
WO2010110134A1 (ja) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 日鉱金属株式会社 | スパッタリング用ランタンターゲット |
CN102378825B (zh) | 2009-03-31 | 2013-10-23 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 溅射用镧靶 |
EP2503020B1 (en) | 2009-11-17 | 2014-11-26 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Method for storing lanthanum oxide target, and vacuum-packed lanthanum oxide target |
KR20140129388A (ko) | 2010-11-19 | 2014-11-06 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 란탄의 제조 방법, 고순도 란탄, 고순도 란탄으로 이루어지는 스퍼터링 타깃 및 고순도 란탄을 주성분으로 하는 메탈 게이트막 |
WO2012099092A1 (ja) | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 高純度ランタンの製造方法、高純度ランタン、高純度ランタンからなるスパッタリングターゲット及び高純度ランタンを主成分とするメタルゲート膜 |
AU2012318023B2 (en) | 2011-09-28 | 2016-04-28 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High-purity lanthanum, method for producing same, sputtering target comprising high-purity lanthanum, and metal gate film comprising high-purity lanthanum as main component |
-
2008
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09501738A (ja) * | 1993-08-13 | 1997-02-18 | ジョンソン マッセイ エレクトロニクス,インコーポレイティド | 高純度元素の製法 |
JPH0892662A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-09 | Minoru Isshiki | 高純度金属の精製方法およびその精製装置 |
JP2007169683A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Canon Inc | 成膜装置及び方法、露光装置、並びに、デバイス製造方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6011066423; 高純度金属の製造と応用 普及版第1刷, 20001208, p.8, 124-129, 株式会社シーエムシー/島健太郎 * |
JPN6014021633; 佐藤貴則, 三村耕司, 一色実: '金属Ce,Laのプラズマ帯溶融精製' 日本金属学会講演概要 Vol.138th, 20060321, 304, 日本金属学会 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130105921A (ko) | 2011-01-21 | 2013-09-26 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 란탄의 제조 방법, 고순도 란탄, 고순도 란탄으로 이루어지는 스퍼터링 타겟 및 고순도 란탄을 주성분으로 하는 메탈 게이트막 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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