本發(fā)明屬于二氯二氧化鉬產(chǎn)品領(lǐng)域，具體涉及一種二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法。

背景技術(shù)：

1、二氯二氧化鉬，化學(xué)式為moo2cl2，淡黃色結(jié)晶，升華溫度為159℃，吸濕性強(qiáng)，極易水解。目前一般作為化學(xué)氣相沉積(cvd)的鉬源材料，用于沉積鉬薄膜，這些薄膜可以作為擴(kuò)散屏障、電極、互連件等器件應(yīng)用，因二氯二氧化鉬具有高保形性和可適合大批量生產(chǎn)的特性，廣泛用于存儲(chǔ)芯片、邏輯芯片、催化劑等芯片半導(dǎo)體行業(yè)。

2、目前，合成二氯二氧化鉬的方法主要包括氯化反應(yīng)法、升華提純法、氧鹵化合物化合法等。二氯二氧化鉬在高端芯片上的應(yīng)用，對(duì)純度的要求越來(lái)越高。但是，因釩和鉬礦物伴生，所以各類(lèi)合成方法合成的二氯二氧化鉬產(chǎn)品，存在較高含量的含釩雜質(zhì)殘留。采用普通升華除雜方法，除雜后的二氯二氧化鉬產(chǎn)品純度仍然無(wú)法達(dá)到應(yīng)用于芯片類(lèi)產(chǎn)品要求的水平。如二氯二氧化鉬產(chǎn)品中的四氯化釩雜質(zhì)，四氯化釩的沸點(diǎn)為148.5℃，四氯化釩與二氯二氧化鉬的升華溫度接近，無(wú)法通過(guò)普通升華除雜方式完全去除。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)涉及的二氯二氧化鉬產(chǎn)品中去除含釩雜質(zhì)困難的問(wèn)題，本發(fā)明將提供一種二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，具體包括以下技術(shù)方案：

3、一種二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，包括如下步驟：

4、(1)將二氯二氧化鉬產(chǎn)品置于管狀容器一端，在二氯二氧化鉬產(chǎn)品一端通入惰性氣體，進(jìn)行第一次熱處理，得到第一次熱處理后的產(chǎn)品；

5、(2)在所述第一次熱處理后的產(chǎn)品一端通入氫氣，進(jìn)行第二次熱處理，得到第二次熱處理后的產(chǎn)品；

6、(3)在所述第二次熱處理后的產(chǎn)品一端通入惰性氣體，進(jìn)行第三次熱處理，得到除雜后的二氯二氧化鉬產(chǎn)品。

7、本發(fā)明的方法中，首先，在第一次熱處理中去除低升華點(diǎn)的雜質(zhì)；其次，引入氫氣進(jìn)行第二次熱處理二氯二氧化鉬產(chǎn)品，在氫氣氛圍下該產(chǎn)品完全升華，該產(chǎn)品中含釩雜質(zhì)元素的氯化物(如四氯化釩)被還原，降低了含釩雜質(zhì)元素的氯化物的價(jià)態(tài)，使其升華溫度升高，此時(shí)，含釩雜質(zhì)元素的氯化物的升華溫度比二氯二氧化鉬的更高；最后，再進(jìn)行第三次熱處理，使得二氯二氧化鉬升華，比二氯二氧化鉬升華溫度更高的雜質(zhì)殘留在原處不升華，從而可以有效分離去除二氯二氧化鉬產(chǎn)品中的雜質(zhì)，特別是顯著降低了該產(chǎn)品中的含釩雜質(zhì)，顯著提高二氯二氧化鉬產(chǎn)品的純度，使得除雜后的二氯二氧化鉬產(chǎn)品滿足應(yīng)用在芯片類(lèi)產(chǎn)品的純度要求；本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，效率高，易于規(guī)?；a(chǎn)。

8、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述第一次熱處理的溫度為120-130℃，所述第一次熱處理的時(shí)間為2-4h。

9、在上述的熱處理溫度下，可以有效分離去除具有比二氯二氧化鉬更低升華溫度的雜質(zhì)。

10、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述二氯二氧化鉬產(chǎn)品中釩元素的含量≥300ppb，所述管狀容器的材質(zhì)為石英，所述管狀容器的直徑為100-200mm，所述管狀容器的長(zhǎng)度為1.8-2.2m。

11、本發(fā)明的方法更適合應(yīng)用于釩(如四氯化釩)雜質(zhì)含量高的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜，本發(fā)明的除雜方法能將釩元素的含量≥300ppb的二氯二氧化鉬產(chǎn)品，降低至釩元素的含量≤20ppb，釩雜質(zhì)的去除率達(dá)到90％以上。

12、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述惰性氣體的流量為150-300l/h。

13、通過(guò)適當(dāng)流量的惰性氣體的通入和排出，可以及時(shí)將升華的雜質(zhì)排出，有效促進(jìn)產(chǎn)品中的低升華點(diǎn)雜質(zhì)的分離去除。

14、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述惰性氣體包括氮?dú)狻鍤?、氦氣中的至少一種。

15、優(yōu)選地，步驟(2)中，所述第二次熱處理的溫度為250-400℃，所述第二次熱處理的時(shí)間為2-4h。

16、在上述第二次熱處理溫度下，可以有效還原二氯二氧化鉬產(chǎn)品中如四氯化釩等含釩的氯化物雜質(zhì)，使得被還原后的含釩的氯化物雜質(zhì)升華溫度(＞400℃)遠(yuǎn)高于二氯二氧化鉬的，便于后續(xù)將被還原后的含釩的氯化物雜質(zhì)和二氯二氧化鉬進(jìn)行升華分離。

17、優(yōu)選地，步驟(2)中，所述氫氣的流量為100-200l/h。

18、在上述的氫氣流量之下，通過(guò)氫氣流量調(diào)控還原的效率以及氫氣在一定體積的容器內(nèi)流動(dòng)的速率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)控二氯二氧化鉬產(chǎn)品升華和冷凝的速率，二氯二氧化鉬產(chǎn)品的升華速率在0.5～3kg/h時(shí)，氫氣還原效果較充分。

19、優(yōu)選地，還包括重復(fù)步驟(2)的過(guò)程，重復(fù)的次數(shù)≥1次。

20、可以再重復(fù)步驟(2)在氫氣氛圍下第二次熱處理的過(guò)程，可以使得氫氣還原更徹底，進(jìn)一步去除其中的雜質(zhì)。

21、優(yōu)選地，步驟(3)中，所述第三次熱處理的溫度為160-250℃，所述第三次熱處理的時(shí)間為2-4h。

22、上述第三次熱處理溫度不僅高于二氯二氧化鉬的升華溫度，而且遠(yuǎn)低于被還原后的含釩的氯化物雜質(zhì)的升華溫度，可以使得被還原后的含釩的氯化物雜質(zhì)與二氯二氧化鉬有效分離，通過(guò)升華分離后的二氯二氧化鉬重新冷凝、收集，實(shí)現(xiàn)提高二氯二氧化鉬純度的目的。

23、優(yōu)選地，步驟(3)中，所述惰性氣體的流量為50-150l/h。

24、優(yōu)選地，步驟(3)中，所述除雜后的二氯二氧化鉬產(chǎn)品中釩元素的含量≤20ppb

25、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過(guò)三次熱處理，且第二次熱處理在氫氣氛圍下進(jìn)行，整體上可以有效分離去除二氯二氧化鉬產(chǎn)品中的雜質(zhì)，特別是顯著降低了該產(chǎn)品中的含釩雜質(zhì)，顯著提高二氯二氧化鉬產(chǎn)品的純度，使得除雜后的二氯二氧化鉬產(chǎn)品滿足應(yīng)用在芯片類(lèi)產(chǎn)品純度方面的要求；本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，效率高，易于規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(1)中，所述第一次熱處理的溫度為120-130℃，所述第一次熱處理的時(shí)間為2-4h。

3.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(2)中，所述第二次熱處理的溫度為250-400℃，所述第二次熱處理的時(shí)間為2-4h。

4.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(3)中，所述第三次熱處理的溫度為160-250℃，所述第三次熱處理的時(shí)間為2-4h。

5.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(1)中，所述惰性氣體的流量為150-300l/h。

6.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(2)中，所述氫氣的流量為100-200l/h。

7.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(3)中，所述惰性氣體的流量為50-150l/h。

8.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(1)中，所述二氯二氧化鉬產(chǎn)品中釩元素的含量≥300ppb，所述管狀容器的材質(zhì)為石英，所述管狀容器的直徑為100-200mm，所述管狀容器的長(zhǎng)度為1.8-2.2m。

9.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(2)中，還包括重復(fù)步驟(2)的過(guò)程，重復(fù)的次數(shù)≥1次。

10.如權(quán)利要求1所述的二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法，其特征在于，步驟(3)中，所述除雜后的二氯二氧化鉬產(chǎn)品中釩元素的含量≤20ppb。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于二氯二氧化鉬產(chǎn)品領(lǐng)域，具體公開(kāi)一種二氯二氧化鉬產(chǎn)品的除雜方法。本發(fā)明通過(guò)三次熱處理，且第二次熱處理在氫氣氛圍下進(jìn)行，整體上可以有效分離去除二氯二氧化鉬產(chǎn)品中的雜質(zhì)，特別是顯著降低了該產(chǎn)品中的含釩雜質(zhì)，顯著提高二氯二氧化鉬產(chǎn)品純度，使得除雜后的二氯二氧化鉬產(chǎn)品滿足應(yīng)用在芯片類(lèi)產(chǎn)品的要求；本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，效率高，易于規(guī)模化生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：曾小東,戴曲珂,劉華勝,徐成,彭偉校
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東先導(dǎo)微電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21