JP5568883B2 - 溶融塩浴および溶融塩浴の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の溶融塩浴は、タングステンを含み、溶融塩浴中の水の含有量が100ppm以下であって、鉄の含有量が500ppm以下とされる。これは、本発明者が鋭意検討した結果、タングステンを含むタングステン析出用の溶融塩浴中の不純物である水の含有量を100ppm以下とするとともに、同じく不純物である鉄の含有量を500ppm以下とすることによって、平滑な表面を有し、高密度かつ高純度のタングステン膜を溶融塩浴の電解によって形成できることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
(1)KF−B2O3−WO3系(KFとB2O3とWO3との混合物の溶融塩浴)
(2)ZnCl2−NaCl−KCl−KF−WO3系(ZnCl2とNaClとKClとKFとWO3との混合物の溶融塩浴)
(3)Li2WO4−Na2WO4−K2WO4−LiCl−NaCl−KCl−KF系(Li2WO4とNa2WO4とK2WO4とLiClとNaClとKClとKFとの混合物の溶融塩浴)
(4)NaBr−KBr−CsBr−WCl4系(NaBrとKBrとCsBrとWCl4との混合物の溶融塩浴)
また、溶融塩浴の電解により得られるタングステン膜の表面の平滑性、密度および純度を向上させる観点からは、本発明の溶融塩浴中の水の含有量は75ppm以下であることが好ましい。
本発明の溶融塩浴は、たとえば以下のようにして製造することができる。まず、溶融塩浴の主成分の原料となる固体原料を乾燥させる工程(乾燥工程)が行なわれる。この工程により、固体原料から水を除去することができる。
上記のようにして得られた本発明の溶融塩浴は、たとえば図1の模式的な構成図に示す電解槽1中に収容される。そして、電解槽1中に収容された本発明の溶融塩浴2に陽極3と陰極4とを浸漬させた後に、陽極3と陰極4との間に電流を流して本発明の溶融塩浴2の電解を行なうことによって、たとえば陰極4の表面上に本発明の溶融塩浴2中に含まれるタングステンが析出してタングステン膜を作製することができる。
KF粉末319gおよびWO3粉末133gをそれぞれ耐圧容器に封入した後に、耐圧容器を500℃に保持し、耐圧容器の内部を2日間以上真空引きすることによってKF粉末およびWO3粉末をそれぞれ乾燥させた。
KF粉末、B2O3粉末およびWO3粉末の混合物を溶融して溶融塩浴前駆体12を作製した後に、溶融塩浴前駆体12中に浸漬させたタングステン板13とニッケル板14との間に10A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なったこと以外は実験例1と同様にして、表1に示すように不純物の含有量が制御された実験例2の溶融塩浴を作製した。
KF粉末、B2O3粉末およびWO3粉末の混合物を溶融して溶融塩浴前駆体12を作製した後に、溶融塩浴前駆体12中に浸漬させたタングステン板13とニッケル板14との間に0.5A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なった後に、10A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なったこと以外は実験例1と同様にして実験例3の溶融塩浴を作製した。
KF粉末、B2O3粉末およびWO3粉末の混合物を溶融して溶融塩浴前駆体12を作製した後に、溶融塩浴前駆体12中に浸漬させたタングステン板13とニッケル板14との間に0.5A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なった後に、10A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行ない、その後さらに溶融塩浴前駆体12にSiO2粉末を4.3g添加したこと以外は実験例1と同様にして実験例4の溶融塩浴を作製した。
ZnCl2粉末453g、NaCl粉末65g、KCl粉末83g、KF粉末20gおよびWO3粉末14gを用いたこと以外は実験例1と同様にして実験例5の溶融塩浴を作製した。
ZnCl2粉末、NaCl粉末、KCl粉末、KF粉末およびWO3粉末の混合物を溶融して溶融塩浴前駆体12を作製した後に、溶融塩浴前駆体12中に浸漬させたタングステン板13とニッケル板14との間に0.5A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なった後に、10A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なったこと以外は実験例5と同様にして実験例6の溶融塩浴を作製した。
Li2WO4粉末74g、Na2WO4粉末266g、K2WO4粉末223g、LiCl粉末9g、NaCl粉末26g、KCl粉末26gおよびKF粉末12gを用いたこと以外は実験例1と同様にして実験例7の溶融塩浴を作製した。
Li2WO4粉末、Na2WO4粉末、K2WO4粉末、LiCl粉末、NaCl粉末、KCl粉末およびKF粉末の混合物を溶融して溶融塩浴前駆体12を作製した後に、溶融塩浴前駆体12中に浸漬させたタングステン板13とニッケル板14との間に0.5A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なった後に、10A/dm2の電流密度の電流を流して溶融塩浴前駆体12の定電流電解を行なったこと以外は実験例7と同様にして実験例8の溶融塩浴を作製した。
表1に示すように、実験例1〜4においては、溶融塩浴の主成分となる原料粉末の配合は同一であるが、溶融塩浴中のH2O含有量が100ppm以下であって、Fe含有量が500ppm以下である実験例2〜4の溶融塩浴を電解することによって得られた実験例2〜4のタングステン膜は、溶融塩浴中のH2O含有量が0.23質量%であって、Fe含有量が860ppmである実験例1の溶融塩浴を電解することによって得られた実験例1のタングステン膜と比較して、平滑な表面が得られ、ボイドが少なく高密度であり、さらには高純度であることが確認された。
Claims (5)
- タングステンを含み、タングステン膜を電解によって形成するための溶融塩浴であって、
水の含有量が100ppm以下であって、鉄の含有量が500ppm以下であり、
ケイ素をさらに含む、溶融塩浴。 - 鉛の含有量が100ppm以下である、請求項1に記載の溶融塩浴。
- 銅の含有量が30ppm以下である、請求項1または2に記載の溶融塩浴。
- ケイ素の含有量が前記溶融塩浴全体の5質量%以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の溶融塩浴。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の溶融塩浴を製造する方法であって、
前記溶融塩浴の固体原料を乾燥させる工程と、
前記乾燥後の固体原料を溶融させて溶融塩浴前駆体を作製する工程と、
前記溶融塩浴前駆体について電解を行なう工程と、
を含む、溶融塩浴の製造方法。
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