금속의 고순도 정제공정

전문가 제언

○ 최신 디바이스나 반도체 등이 우수한 성능을 발휘하려면 초대규모집적회로(ULSI)용 저저항율 Cu배선재료나 -FeSi2 반도체의 Fe, high-k 재료인 Hf, La 등의 고순도산화물, 게이트 전극재료에 고융점 Ta 등이 고순도의 금속소재가 요구되고 있으므로 초고순도 정제기술이 필요하다.

○ 품위가 5N 이상의 순철 정제법은 전해철을 염산에 용해시켜서 음이온교환정제법으로 회수한 초고순도 FeCl2 수용액을 산화 및 NH4OH로 중화하여 수산화철을 회수하는 공정에서 수산화물의 결정형태와 입자크기 및 단체 분리성 등을 고려하지 않고 고순도 수산화철만을 얻어서 수소 환원한다. 생성한 Fe품위 5N 이상의 분철은 산화력이 매우 크므로 환원로나 환원철 회수장치가 공기유입이 안 되도록 하고 수소플라스마용해 과정까지 공기차단을 철저히 할 필요가 있다.

○ 시판 99.5% Hf, La, Co, Ni, V, Ta 등의 고융점 금속을 정제하는 방법에서 탈산, 탈질 및 불순금속을 산화 제거하는 공정은 수소플라스마 아크용해법이 유리하고 고융점희토류 금속을 정제하는 방법은 Ar플라스마대용융법이나 전자빔을 열원으로 하는 대용융법이 활용되는데 전자빔법은 온도가 높기 때문에 모금속의 증발손실 우려가 있으므로 Ar플라스마 대용융법을 활용하는 것이 유리하다고 생각된다.

○ 국내에서 5N 이상의 순철이나 순동 제조 및 고융점금속의 대용융법에 의한 정제실적은 보고되고 있지 않으나 한국지질자원연구원 (주)나인디지트는 콘덴서용으로 사용하였던 Ta 스크랩(4N7)을 회수하여 전자빔용해에 의하여 5N Ta 잉고트를 시험 생산한 예가 있고 포항 산업과학연구원에서는 Nb2O5를 Aluminothermic법을 이용하여 Nb 제련실험 등 연구 중이므로 언젠가는 초고순도금속이 생산되기를 기대하는 바이다.

저자

K.Mimura, M. Uchikoshi, M. Isshiki

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

81(11)

잡지명

金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

941~948

분석자

황*길

분석물

• 금속의 고순도 정제공정.pdf [314,134 byte]

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