JPH06234523A - Production of germanium tetrafluoride - Google Patents

Production of germanium tetrafluoride

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JPH06234523A
JPH06234523A JP2402593A JP2402593A JPH06234523A JP H06234523 A JPH06234523 A JP H06234523A JP 2402593 A JP2402593 A JP 2402593A JP 2402593 A JP2402593 A JP 2402593A JP H06234523 A JPH06234523 A JP H06234523A
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reaction
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功 原田
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眞 在塚
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敦久 三本
Takashi Hashimoto
隆 橋本
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    • C01G17/00Compounds of germanium
    • C01G17/04Halides of germanium

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Abstract

PURPOSE:To stably obtain a high purity germanium tetrafluoride over a long time. CONSTITUTION:In a method for producing germanium tetrafluoride by allowing fluorine gas or nitrogen trifluoride gas to flow to a reactor 1 having a reacting part filled with metallic germanium and kept at 250-500 deg.C, germanium tetrafluoride is produced by supplying fluorine gas or nitrogen trifluoride gas from a bottom part 5 and upper part 7 of the reactor 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属ゲルマニウムとフ
ッ素(F2 )ガスまたは三弗化窒素(NF3)ガスとを
反応させて、四フッ化ゲルマニウム(GeF4 )を製造
する方法に関する。更に詳しくは、GeF4 は、GeH
4 、GeCI4 などと共にアモルファスシリコン薄膜形
状の際のゲルマニウムドーピング剤として、近年盛んに
使用されつつあるが、これらの用途に用いるためには高
純度であることが要求されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing germanium tetrafluoride (GeF 4 ) by reacting metallic germanium with fluorine (F 2 ) gas or nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas. More specifically, GeF 4 is GeH
4, the germanium doping agents in the amorphous silicon thin film shape with such GeCI 4, but are being recently extensively used, it is required that in order to use in these applications high purity.

【0002】[0002]

【従来の技術】GeF4 の製造方法としては、(1)四
塩化ゲルマニウムにSbF3 /SbCl5 を加え反応さ
せるハロゲン交換法〔H.S.Booth et a
l.,ジャナル オブ アメリカン ケミカル ソサイ
エテイ(J.Am.Chem.Soc.)58,90
(1936)〕、(2)六フッ化ゲルマニウム酸塩(B
aGeF6 等)を熱分解する方法〔インオーガニック
シンセシス(Inorganic Synthese
s)IV 147〕、(3)GeO2 とBrF3 との反
応による方法〔H.J,Emelonset al,ジ
ャーナル オブ ケミカル ソサイエテイ(J.Che
m.Soc.)164,(1950)、(4)金属ゲル
マニウムとF2 ガスまたはNF3 ガスによる直接フッ素
化法等の方法がよく知られている。
2. Description of the Related Art As a method for producing GeF 4 , (1) a halogen exchange method in which SbF 3 / SbCl 5 is added to germanium tetrachloride and reacted [H. S. Booth et a
l. , Janal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.) 58, 90
(1936)], (2) hexafluorogermanate (B
aGeF 6 etc.) (in organic
Synthesis (Inorganic Synthese
s) IV 147], (3) Method by reaction of GeO 2 and BrF 3 [H. J, Emelon set al, Journal of Chemical Society (J. Che
m. Soc. ) 164, (1950), (4) Direct fluorination method using metal germanium and F 2 gas or NF 3 gas is well known.

【0003】しかしながら、(1)、(2)及び(3)
で得られるGeF4 中には、フッ化塩化ゲルマニウム、
HF、CO2 、SO2 、SiF4 、CF4 、CO、
2 、O 2 など多種類のガスを不純物として含有し、ま
た(4)で得られるGeF4 は、金属ゲルマニウムやN
3 ガスの高純度品が入手出来ることからGeF4 も純
度が良い。
However, (1), (2) and (3)
GeF obtained byFourAmong them, germanium fluoride chloride,
HF, CO2, SO2, SiFFour, CFFour, CO,
N2, O 2It contains many kinds of gases as impurities,
GeF obtained in (4)FourIs metallic germanium or N
F3GeF is available because high purity gas is available.FourAlso pure
Good degree.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直接フ
ッ素化法では次のような問題がある。すなわち、反応器
に充填された金属ゲルマニウム層を250〜500℃に
加熱した後、一方よりF2 ガスまたはNF3 ガスを供給
すると、二フッ化ゲルマニウム(GeF2 )が、副生す
る。GeF2 が副生する原因については次のように推察
する。F2 ガス及びNF3 ガスが加熱された金属ゲルマ
ニウム層を通過する際に反応し、GeF4 を生成する
が、更にその一部が化1に示すように、金属ゲルマニウ
ム層内で反応が進行し、GeF2 が副生するものと思わ
れる。
However, the direct fluorination method has the following problems. That is, when the metal germanium layer filled in the reactor is heated to 250 to 500 ° C. and then F 2 gas or NF 3 gas is supplied from one side, germanium difluoride (GeF 2 ) is produced as a by-product. The reason for the generation of GeF 2 is assumed as follows. The F 2 gas and the NF 3 gas react when passing through the heated metal germanium layer to produce GeF 4 , but a part of the reaction further proceeds as shown in Chemical formula 1, the reaction proceeds in the metal germanium layer. , GeF 2 seems to be a by-product.

【0005】[0005]

【化1】 GeF4 + Ge → 2GeF2 [Chemical formula 1] GeF 4 + Ge → 2GeF 2

【0006】GeF2 は高温下ではガス状であるが、室
温では白色の固体で大気に触れると潮解性を有する物質
である。副生したGeF2 は出口フランジ内側や、反応
器から捕集容器間の導管内に固着し、通気ラインを閉塞
させてしまう。従って、収率の低下及び長時間定常運転
が出来ないという問題が生じる。
GeF 2 is a substance that is gaseous at high temperatures, but is a white solid at room temperature and has deliquescent properties when exposed to the atmosphere. The GeF 2 produced as a by-product adheres to the inside of the outlet flange and the conduit between the reactor and the collection container to block the aeration line. Therefore, there arises a problem that the yield is lowered and the long-time steady operation cannot be performed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる状況
に鑑み、GeF2 の副生を抑制し、安定的に、かつ高収
率でGeF4 を製造する方法について種々検討を重ねた
結果、反応器に充填された金属ゲルマニウム層の下部と
上部に、F2 ガスまたはNF3 ガスを供給することによ
り、目的が達成できることを見出し、本発明を完成する
に至った。
In view of the above situation, the present inventors have conducted various studies on a method for producing GeF 4 in a stable and high yield by suppressing the formation of GeF 2 as a by-product. The inventors have found that the object can be achieved by supplying F 2 gas or NF 3 gas to the lower and upper parts of the metal germanium layer filled in the reactor, and have completed the present invention.

【0008】すなわち、本発明は金属ゲルマニウムが充
填され、250〜500℃に保持された反応部を有する
反応器に、フッ素ガスまたは三弗化窒素ガスを通気し
て、四フッ化ゲルマニウムを製造する方法において、該
反応器の下部と上部からフッ素ガスまたは三弗化窒素ガ
スを供給することを特徴とする四フッ化ゲルマニウムの
製造方法に関する。
That is, according to the present invention, fluorine gas or nitrogen trifluoride gas is passed through a reactor having a reaction part filled with metal germanium and maintained at 250 to 500 ° C. to produce germanium tetrafluoride. In the method, fluorine gas or nitrogen trifluoride gas is supplied from the lower part and the upper part of the reactor, and relates to a method for producing germanium tetrafluoride.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて使用される金属ゲルマニウムは、その形状を特に
限定するものではなく、塊状または粉末状のものが使用
できる。また純度は、反応生成物であるGeF4 の純度
に直接影響を及ぼすことから99.99%以上のものが
望まれる。このような金属ゲルマニウムは、GeCl4
を精製したのち加水分解してGeO2 とし、これを水素
還元してゲルマニウム粉末としたものや、更にはこれを
帯溶融精製法により高純度化したものがある。
The present invention will be described in detail below. The shape of the metal germanium used in the present invention is not particularly limited, and a lump or powder can be used. Moreover, since the purity directly affects the purity of the reaction product GeF 4 , 99.99% or more is desired. Such a germanium metal is GeCl 4
Is purified and then hydrolyzed to GeO 2, and this is reduced with hydrogen to give germanium powder, and further, it is highly purified by a zone melting refining method.

【0010】金属ゲルマニウムをフッ素化する原料ガス
には、F2 ガスまたはNF3 ガスが使用される。しか
し、このガスの純度も、GeF4 の純度に直接影響を及
ぼすことから99%以上のものが望まれる。反応器に用
いる材質は、ニッケルあるいはモネルのような、高温に
於いてフッ素系ガスに耐えうるものでなければならな
い。また、形状は高温に接する部分に溶接等の継ぎ目が
ある場合、腐食され易いことから、高温となる反応器の
胴体部には、上記材質の継ぎ目無し管、すなわち円筒状
で、両端にフランジを取り付けこれを竪型に設置した反
応器が好適に使用される。
F 2 gas or NF 3 gas is used as a source gas for fluorinating metallic germanium. However, since the purity of this gas also directly affects the purity of GeF 4 , it is desired to be 99% or more. The material used for the reactor must be able to withstand fluorine-based gases at high temperatures, such as nickel or monel. Also, the shape is easily corroded when there is a seam such as welding in the part in contact with high temperature, so in the body part of the reactor that becomes hot, a seamless tube of the above material, that is, a cylindrical shape, with flanges at both ends Attachment A reactor in which this is installed vertically is preferably used.

【0011】反応器には金属ゲルマニウムを充填し、F
2 ガスまたはNF3 ガスと反応させる反応部とその上部
に設けられた加熱部からなっており、反応部及び加熱部
には、外部から加熱できるヒータが取り付けられてい
る。加熱部の構造としては、加熱部が外部加熱ヒーター
により充分目的の温度を達成できればよい。更に、該加
熱部にニッケル金網を取りつけるか、またはモネル等の
高温に於いてフッ素系ガスに耐えうるものを充填する方
法がより好ましい結果を得ることができる。
The reactor was filled with metallic germanium and F
It is composed of a reaction part for reacting with 2 gas or NF 3 gas and a heating part provided above the reaction part. The reaction part and the heating part are equipped with a heater capable of heating from the outside. As for the structure of the heating unit, it is sufficient that the heating unit can achieve a desired temperature sufficiently by using an external heater. Further, a method in which a nickel wire mesh is attached to the heating portion or a material which can withstand a fluorine-based gas at high temperature such as Monel is filled can obtain more preferable results.

【0012】F2 ガスまたはNF3 ガスの供給管は、金
属ゲルマニウムを充填している反応部の下部及び上部に
位置する部分に設けられている。そして、F2 ガスまた
はNF3 ガスの上部供給口は、反応部である金属ゲルマ
ニウム表層と加熱部の上端との間に設けられているが、
より好ましくは、金属ゲルマニウム表層と加熱部下端の
間に位置するように設置するのが好ましい。
The F 2 gas or NF 3 gas supply pipes are provided at the portions located below and above the reaction portion filled with the metal germanium. An upper supply port for F 2 gas or NF 3 gas is provided between the metallic germanium surface layer which is the reaction part and the upper end of the heating part.
More preferably, it is installed so as to be located between the surface of the metal germanium and the lower end of the heating part.

【0013】F2 ガスまたはNF3 ガスの上部供給口を
前記位置に設置することによりGeF2 生成の抑制がで
きるのである。この理由は、定かではないが、次のよう
に推察する。すなわち、金属ゲルマニウム層で副生した
GeF2 が金属ゲルマニウム層上部に供給されるF2
スまたはNF3 ガスと、加熱部で化2に示す反応によっ
てGeF4 が生成するものと考えられる。
GeF 2 production can be suppressed by installing the upper supply port for F 2 gas or NF 3 gas at the above-mentioned position. The reason for this is not clear, but it is guessed as follows. That is, it is considered that GeF 2 which byproduct of metal germanium layer and the F 2 gas or NF 3 gas supplied to the metal germanide layer upper, GeF 4 is produced by the reaction shown in 2 of the heating unit.

【0014】[0014]

【化2】 GeF2 + F2 → GeF4 GeF2 + 2/3 NF3 → GeF4 + 1 /3 N
2
[Chemical Formula 2] GeF 2 + F 2 → GeF 4 GeF 2 + 2/3 NF 3 → GeF 4 + 1/3 N
2

【0015】反応部に於いてF2 ガスまたはNF3 ガス
を通気する場合、100%濃度でもよいが、どちらも高
温下では強い酸化力を有することから、N2 またはHe
等の不活性ガスで希釈してもよい。希釈ガスは、ガス捕
集時のキャリアーガスとしても有用であり、その濃度は
10〜50%程度が好ましい。また、F2 ガスまたはN
3 ガスの上部と下部のガス供給量及び供給比率は、反
応器の反応温度や金属ゲルマニウムの充填量によって異
なるが、通常ガス供給量は、10〜10000cc/m
in、供給比率は下部を1容量部として、上部は0.1
〜1容量部で行われる。
When F 2 gas or NF 3 gas is aerated in the reaction section, the concentration may be 100%, but since both have strong oxidizing power at high temperature, N 2 or He is used.
It may be diluted with an inert gas such as. The diluent gas is also useful as a carrier gas at the time of collecting the gas, and its concentration is preferably about 10 to 50%. Also, F 2 gas or N
The gas supply amount and the supply ratio of the upper and lower parts of the F 3 gas differ depending on the reaction temperature of the reactor and the filling amount of the metal germanium, but the normal gas supply amount is 10 to 10000 cc / m 2.
In, the supply ratio is such that the lower part is 1 volume part and the upper part is 0.1.
~ 1 volume part.

【0016】本発明に於ける反応温度は反応部及び加熱
部共に250〜500℃が好ましく、更に、好ましくは
300〜400℃が好適である。反応部及び加熱部が2
50℃未満では、金属ゲルマニウムとF2 ガスまたはN
3 ガスの反応が充分進行せず、また未反応のF2 ガス
またはNF3 ガスが混入し好ましくない。500℃を超
えると反応部の温度が制御温度以上に上昇し、反応温度
を制御できない。また、NF3 ガスに於いては一部ゲル
マニウムの窒化物を副生するが、500℃を超えるとそ
の副生物が増加しGeF4 の収率の低下の原因となるこ
とから好ましくない。
The reaction temperature in the present invention is preferably 250 to 500.degree. C., more preferably 300 to 400.degree. C. in both the reaction section and the heating section. 2 reaction and heating sections
Below 50 ° C, metallic germanium and F 2 gas or N
It is not preferable because the reaction of F 3 gas does not proceed sufficiently and unreacted F 2 gas or NF 3 gas is mixed. If it exceeds 500 ° C., the temperature of the reaction section rises above the control temperature, and the reaction temperature cannot be controlled. Further, germanium nitride is partly produced as a by-product in the NF 3 gas, but if it exceeds 500 ° C., the by-product increases, which causes a decrease in the yield of GeF 4 , which is not preferable.

【0017】反応時の圧力は、特に限定はなくもちろん
減圧でもよいが、通常、常圧〜9kg/cm2 程度の圧
力で実施される。反応により得られたGeF4 は、副生
したN2 及びN2 、He等の希釈ガスや未反応のF2
スまたはNF3 ガスを含有し、反応器より生成ガス排出
管を経て捕集容器(図面に表示なし)に導かれる。Ge
4 を捕集する容器は約−90℃に冷却して、これら希
釈ガス及び未反応ガスとを分離してGeF4 を捕集す
る。
The pressure during the reaction is not particularly limited and may be of course reduced pressure, but it is usually carried out at a pressure of from normal pressure to 9 kg / cm 2 . GeF 4 obtained by the reaction contains by-produced N 2 and diluted gas such as N 2 and He, unreacted F 2 gas or NF 3 gas, and is collected from the reactor through the produced gas discharge pipe. (Not shown in the drawing). Ge
The container for collecting F 4 is cooled to about −90 ° C., and these diluting gas and unreacted gas are separated to collect GeF 4 .

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明する。以下に於いて%は特記する以外は重量基準で表
す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. In the following,% is expressed on a weight basis, unless otherwise specified.

【0019】実施例1 純度99.99%の金属ゲルマニウム粉末250gを、
図1に示すニッケル製で内径40mm、高さ800mm
の竪型反応器1の反応部2に位置する部分に充填した。
次にガス下部供給管5から常圧のN2 ガス300cc/
minを約1時間通気し、系内の空気を完全に除去し
た。しかる後、反応部2を350℃、加熱部3を400
℃の温度に加熱した状態で、ガス下部供給管5からN2
ガス400cc/minに加え、純度99.99%NF
3 ガスを90cc/min、またガス上部供給管6から
はNF3 ガス30cc/minを反応部2と加熱部3と
の間に通気して6時間反応を行った。反応器1より発生
した生成ガスは、生成ガス排出管8から−90℃の温度
まで冷却した捕集容器に導き捕集した。反応終了後捕集
容器内を真空ポンプにて真空排気し、希釈ガスとして使
用したN2 ガス、副生したN2 ガス及び未反応のNF3
ガスを除去した。尚、これらの反応は常圧で行った。
Example 1 250 g of a metal germanium powder having a purity of 99.99%,
Made of nickel shown in Fig. 1 with an inner diameter of 40 mm and a height of 800 mm
The portion of the vertical reactor 1 located in the reaction section 2 was filled.
Next, from the lower gas supply pipe 5, a normal pressure N 2 gas of 300 cc /
The air in the system was completely removed by ventilating min for about 1 hour. Then, the reaction part 2 is heated to 350 ° C. and the heating part 3 is heated to 400 ° C.
From the lower gas supply pipe 5 to N 2 while being heated to a temperature of ℃
In addition to gas 400cc / min, purity 99.99% NF
3 gas of 90 cc / min and NF 3 gas of 30 cc / min were passed from the gas upper supply pipe 6 between the reaction part 2 and the heating part 3 to carry out the reaction for 6 hours. The product gas generated from the reactor 1 was introduced from the product gas discharge pipe 8 into a collection container cooled to a temperature of −90 ° C. and collected. After completion of the reaction, the inside of the collection container was evacuated by a vacuum pump, and N 2 gas used as a diluent gas, N 2 gas produced as a by-product, and unreacted NF 3
The gas was removed. Incidentally, these reactions were carried out under normal pressure.

【0020】その結果、GeF4 収量は174g 、反応
器内のGe消費量91gでGe基準での収率は93%と
高収率であった。また、反応器1の底部には、ゲルマニ
ウムの窒化物と見られるものがあったが、GeF2 の固
着物はなかった。尚、捕集したGeF4 中の単体金属の
含有量を分析するにあたり、エタノールに吸収させたサ
ンプルをICP(高周波誘導結合プラズマ)分析にてそ
の含有量を測定したところ、Na、Mg、Ca、Fe、
Siの5元素はGeF4 ベースで各々0.05ppm以
下であった。また、ガスクロマトグラフィーによるガス
分析に於いても、CF4 は10ppm以下であった。
As a result, the GeF 4 yield was 174 g, the Ge consumption in the reactor was 91 g, and the yield based on Ge was 93%, which was a high yield. Further, at the bottom of the reactor 1, there was a material that appeared to be a germanium nitride, but there was no adhered material of GeF 2 . Incidentally, in analyzing the content of the elemental metal in the collected GeF 4 , the content of the sample absorbed in ethanol was measured by ICP (high frequency inductively coupled plasma) analysis to find that Na, Mg, Ca, Fe,
The five elements of Si were each 0.05 ppm or less based on GeF 4 . Moreover, CF 4 was 10 ppm or less in the gas analysis by gas chromatography.

【0021】実施例2 帯溶融精製法によって得られた純度99.999%の金
属ゲルマニウムを約2cm×2cm×1cmの大きさに
切断したもの8個(252g)を、実施例1と同じ反応
器1に充填した。しかる後、反応部2を300℃、加熱
部3を400℃の温度に加熱した状態でガス下部供給管
5から、N2 ガス通気量400cc/minに加え、N
3 ガス100cc/min、またガス上部供給管6か
らNF3ガス20cc/minを反応部2と加熱部3と
の間に通気して12時間反応を行った。反応器1より発
生した生成ガスは、実施例1と同様の操作で捕集した。
尚、これらの反応は常圧で行った。その結果、GeF4
の収量は320g 、反応器内のGe消費量171gでG
e基準での収率は91%と高収率であった。また、反応
器1の底部には、ゲルマニウムの窒化物と見られるもの
があったが、GeF2 の固着物はなかった。尚、実施例
と同様に、ICP分析にてその含有量を測定したとこ
ろ、Na、Mg、Ca、Fe、Siの5元素はGeF4
ベースで各々0.05ppm以下であった。また、ガス
クロマトグラフィーによるガス分析に於いても、CF4
は10ppm以下であった。
Example 2 Eight (252 g) pieces of metal germanium having a purity of 99.999% obtained by the zone melting and refining method and cut into a size of about 2 cm × 2 cm × 1 cm were used in the same reactor as in Example 1. 1 was filled. Then, while the reaction part 2 was heated to 300 ° C. and the heating part 3 was heated to 400 ° C., N 2 gas was introduced from the lower gas supply pipe 5 to a flow rate of 400 cc / min, and N was added.
F 3 gas of 100 cc / min and NF 3 gas of 20 cc / min were passed from the gas upper supply pipe 6 between the reaction section 2 and the heating section 3 to carry out a reaction for 12 hours. The produced gas generated from the reactor 1 was collected by the same operation as in Example 1.
Incidentally, these reactions were carried out under normal pressure. As a result, GeF 4
Yield of 320g, G consumption of 171g in the reactor
The yield based on e was 91%, which was a high yield. Further, at the bottom of the reactor 1, there was a material that appeared to be a germanium nitride, but there was no adhered material of GeF 2 . Incidentally, when the content thereof was measured by ICP analysis as in the example, the five elements of Na, Mg, Ca, Fe and Si were found to be GeF 4
Each was 0.05 ppm or less on the basis. Also, in gas analysis by gas chromatography, CF 4
Was 10 ppm or less.

【0022】実施例3 ガス下部供給管5から、N2 ガスの通気量400cc/
minに加え、常圧の99%F2 ガス160cc/mi
n、またガス上部供給管6からF2 ガス40cc/mi
nを反応器1に通気して10時間反応を行った以外は、
実施例1と同様の操作で行った。その結果、GeF4
収量は305g、反応器内のGe消費量145gでGe
基準での収率は98.6%と高収率であった。尚、実施
例1と同様、ICP分析にてその含有量を測定したとこ
ろ、Na、Mg、Ca、Fe、Siの5元素はGeF4
ベースで各々0.05ppm以下であった。また、ガス
クロマトグラフィーによるガス分析に於いては、CF4
は200ppmであった。
Example 3 N 2 gas flow rate from the lower gas supply pipe 5 is 400 cc /
In addition to min, normal pressure 99% F 2 gas 160 cc / mi
n, and from the upper gas supply pipe 6, F 2 gas 40 cc / mi
n was vented to the reactor 1 to carry out the reaction for 10 hours,
The same operation as in Example 1 was performed. As a result, the yield of GeF 4 was 305 g, and the Ge consumption in the reactor was 145 g.
The yield based on the standard was as high as 98.6%. Incidentally, when the content was measured by ICP analysis as in Example 1, the five elements Na, Mg, Ca, Fe and Si were found to be GeF 4
Each was 0.05 ppm or less on the basis. In gas analysis by gas chromatography, CF 4
Was 200 ppm.

【0023】実施例4 反応部2の温度を450℃に、加熱部3の温度を300
℃に変更しNF3 ガスを下部供給管から100cc/m
in、上部供給管から50cc/minとした以外は、
実施例1と同様の操作で行った。その結果、GeF4
収量は214g 、反応器内のGe消費量115gでGe
基準での収率は91%と高収率であった。また、反応器
の低部には、ゲルマニウムの窒化物と見られるものがあ
ったが、GeF2 の固着物はなかった。尚、捕集したG
eF4 中の単体金属の含有量を分析するにあたり、エタ
ノールに吸収させたサンプルをICP(高周波誘導結合
プラズマ)分析にてその含有量を測定したところ、N
a、Mg、Ca、Fe、Siの5元素はGeF4 ベース
で各々0.05ppm以下であった。また、ガスクロマ
トグラフィーによるガス分析に於いても、CF4 は10
ppm以下であった。
Example 4 The temperature of the reaction part 2 was set to 450 ° C. and the temperature of the heating part 3 was set to 300 ° C.
Change to ℃ and NF 3 gas from the lower supply pipe to 100cc / m
in, except 50 cc / min from the upper supply pipe,
The same operation as in Example 1 was performed. As a result, the GeF 4 yield was 214 g, and the Ge consumption in the reactor was 115 g.
The yield based on the standard was as high as 91%. Further, in the lower part of the reactor, there were some that were considered to be germanium nitride, but no GeF 2 adhered substances were present. The collected G
In analyzing the content of the elemental metal in eF 4 , the content of the sample absorbed in ethanol was measured by ICP (high frequency inductively coupled plasma) analysis.
The five elements of a, Mg, Ca, Fe and Si were each 0.05 ppm or less based on GeF 4 . Also, in gas analysis by gas chromatography, CF 4 was 10
It was below ppm.

【0024】比較例1 純度99.99%の金属ゲルマニウム粉末250gを、
図2に示すニッケル製で内径40mm、高さ800mm
の竪型反応器1の反応部2に位置する部分に充填した。
反応部2を350℃の温度に加熱した状態で、ガス下部
供給管5からN 2 ガス400cc/minに加え、純度
99.99%NF3 ガスを90cc/minを反応部2
に通気して6時間反応を行った。その他の操作は実施例
1の方法に従った。しかし、NF3 ガス通気開始後約2
時間で反応器1内の圧力が上昇し始めた。NF3 ガスの
通気及び反応部2の加熱を止め、内部を観察したところ
GeF2 が、上部フランジ蓋の内側に固着し、出口ノズ
ル部が閉塞していた。GeF4 の収率は、Ge基準に於
いて62%と低収率であった。
Comparative Example 1 250 g of a metal germanium powder having a purity of 99.99%,
Made of nickel shown in Fig. 2 with an inner diameter of 40 mm and a height of 800 mm
The portion of the vertical reactor 1 located in the reaction section 2 was filled.
With the reaction part 2 heated to a temperature of 350 ° C., the lower part of the gas
Supply pipe 5 to N 2Purity in addition to 400 cc / min of gas
99.99% NF390 cc / min of gas is used in the reaction part 2
The reaction was carried out for 6 hours by aeration. Other operations are examples
Method 1 was followed. But NF3About 2 after starting gas ventilation
Over time, the pressure in reactor 1 began to rise. NF3Of gas
When ventilation and heating of the reaction part 2 were stopped and the inside was observed
GeF2Is stuck inside the upper flange lid,
The part was blocked. GeFFourYield is based on Ge
The yield was 62%, which was a low yield.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、反応器1の一部を改良
して、ガス供給管を反応部2の下部と上部に分割して供
給するという簡単な方法で、従来技術では達成されなか
ったGeF4 収率の向上が達成され、また、GeF2
副生によるラインの閉塞が無くなるという大きな効果を
挙げることができた。従って、本発明の方法は長期間定
常運転を行い、高収率のGeF4 を得るのに最適であ
る。
According to the present invention, a part of the reactor 1 is improved so that the gas supply pipe is divided into the lower part and the upper part of the reaction part 2 and is supplied in a simple manner. The unprecedented improvement in the GeF 4 yield was achieved, and the large effect of eliminating the blockage of the line due to the by-product of GeF 2 could be achieved. Therefore, the method of the present invention is suitable for obtaining a high yield of GeF 4 by carrying out steady operation for a long period of time.

【0026】[0026]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による実施態様の一例を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment according to the present invention.

【図2】 従来法による実施態様の一例を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing an example of an embodiment by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応器 2 反応部 3 加熱部 4 加熱ヒーター 5 ガス下部供給管 6 ガス上部供給管 7 ガス上部供給口 8 生成ガス排出管 1 Reactor 2 Reaction part 3 Heating part 4 Heating heater 5 Gas lower supply pipe 6 Gas upper supply pipe 7 Gas upper supply port 8 Generated gas discharge pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 隆 山口県下関市彦島迫町七丁目1番1号 三 井東圧化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Takashi Hashimoto 7-1, 1-1 Hikoshimasako-cho, Shimonoseki-shi, Yamaguchi Prefecture Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属ゲルマニウムが充填され、25
0〜500℃に保持された反応部を有する反応器に、フ
ッ素ガスまたは三弗化窒素ガスを通気して、四フッ化ゲ
ルマニウムを製造する方法において、該反応器の下部と
上部からフッ素ガスまたは三弗化窒素ガスを供給するこ
とを特徴とする四フッ化ゲルマニウムの製造方法。
1. A metal germanium filled layer, 25
In a method for producing germanium tetrafluoride by passing a fluorine gas or a nitrogen trifluoride gas through a reactor having a reaction section maintained at 0 to 500 ° C., fluorine gas or A method for producing germanium tetrafluoride, which comprises supplying nitrogen trifluoride gas.
【請求項2】 反応器が反応部と加熱部からなり、
該加熱部が反応部の上部に位置し、かつ加熱部の温度が
250〜500℃である請求項1記載の四フッ化ゲルマ
ニウムの製造方法。
2. The reactor comprises a reaction section and a heating section,
The method for producing germanium tetrafluoride according to claim 1, wherein the heating part is located above the reaction part, and the temperature of the heating part is 250 to 500 ° C.
【請求項3】 反応器の上部から供給するフッ素ガ
スまたは三弗化窒素ガスのガス上部供給口が、加熱部の
上端と反応部の表層との間に位置する請求項1記載の四
フッ化ゲルマニウムの製造方法。
3. The tetrafluoride according to claim 1, wherein a gas upper supply port of fluorine gas or nitrogen trifluoride gas supplied from the upper part of the reactor is located between the upper end of the heating part and the surface layer of the reaction part. Germanium manufacturing method.
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