專利名稱：一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空分離方法，尤其涉及一種用于將砷化鎵分離為金屬鎵 與金屬砷的真空分解方法。
背景技術(shù)：
從六十年開始，隨著砷化鎵化合物半導(dǎo)體的出現(xiàn)，從砷化鎵化合物半導(dǎo)體 的合成、單晶的制備、晶片的生產(chǎn)以及到器件的制備過程，都留有砷化鎵的尾 料。因此人們開始了從砷化鎵中回收鎵的工藝研究，主要有兩種回收工藝思路，
簡述如下
砷化鎵在石英系統(tǒng)中的分離。因為砷化鎵的合成是在石英系統(tǒng)中，在真空 條件下，123(TC左右，砷蒸汽與金屬鎵合成為砷化鎵。因此，我國有關(guān)單位進(jìn) 行了將此過程倒過來的研究工作，即在石英系統(tǒng)中，在真空條件下，將砷蒸汽 抽走，達(dá)到一個砷鎵分離的目的。該方法的不足之處在于，砷化鎵的分解率較 低，只有60%左右；且對砷沒有進(jìn)行收集，造成對環(huán)境的污染。
砷化鎵氧化法分離。砷化鎵被氧化后，砷會變成氧化砷，而金屬鎵因為在 表面形成氧化膜后而不參加氧化反應(yīng)，可以達(dá)到砷、鎵分離的目的。國外有廠 家使用這個工藝。該工藝的不足之處在于，由于砷化鎵較穩(wěn)定，氧化的難較大， 另外氧化后產(chǎn)生的氧化砷是劇毒物質(zhì)，在操作過程容易造成環(huán)境污染，也增加 了操作人員的工作難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種用于將砷化鎵分離為金屬鎵與 金屬砷的真空分解方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解 方法，將砷化鎵置于真空容器中加熱，加熱溫度控制在120(TC到150(TC之間。
所述加熱溫度進(jìn)一步控制在125(TC到145(TC之間。
所述真空容器由不銹鋼制成。
所述真空容器設(shè)有冷卻裝置。
所述冷卻裝置為水冷裝置。所述真空容器內(nèi)設(shè)有三相交流電加熱裝置。
還包括砷收集步驟，真空容器設(shè)有置于在加熱區(qū)上部的砷蒸汽導(dǎo)管和砷收 集盲管，砷收集盲管設(shè)有冷卻裝置，砷蒸汽受冷而凝結(jié)在砷收集盲管壁上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是本發(fā)明能比傳統(tǒng)石英分解系統(tǒng)
耐受更高溫度；本發(fā)明砷化鎵的分解率較傳統(tǒng)石英系統(tǒng)大大提高，在120(TC到 150(TC的高溫下，本發(fā)明砷化鎵分解率接近100%;并且對砷進(jìn)行了高效收集， 既消除了對環(huán)境的污染又有利于對砷的后續(xù)利用；由于在真空中分解，避免了 氧化法分離產(chǎn)生劇毒的氧化砷物質(zhì)，也避免在操作過程造成環(huán)境污染和對操作 人員健康損害。


圖1為本發(fā)明使用裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
實施例1:如圖l所示，本發(fā)明使用的一種將砷化鎵真空分解裝置，包括設(shè) 有冷卻裝置的真空爐體9，所述真空爐體9內(nèi)部自下而上分為加熱區(qū)3、緩沖區(qū) 5、冷卻區(qū)7,所述緩沖區(qū)5設(shè)有置于在加熱區(qū)3上部的砷蒸汽導(dǎo)管4,用于提 供砷蒸汽上升通道；所述冷卻區(qū)7設(shè)有與所述砷蒸汽導(dǎo)管4相銜接的砷收集盲 管6,砷蒸汽導(dǎo)管4中設(shè)有帶孔的一塊緩沖擋板8，用以減緩砷蒸汽蒸發(fā)時上升 的速度并可以根據(jù)需要再增加緩沖擋板8的數(shù)量；所述加熱區(qū)3由坩堝10、加 熱器l、保溫層ll構(gòu)成，坩堝10為石墨制成，用于放置待分離的砷化鎵2，加 熱器1為三相交流電加熱器，部分分解后的金屬鎵在三相旋轉(zhuǎn)磁場中產(chǎn)生攪動， 可加速砷化鎵分解，所述保溫層11由高溫陶瓷纖維構(gòu)成，用以保持加熱區(qū)3的 高溫。所述真空爐體9由不銹鋼制成，真空爐體9的冷卻裝置為水冷裝置或者 風(fēng)冷裝置。所述冷卻區(qū)7部位的真空爐體9內(nèi)壁緊貼所述砷收集盲管6外壁， 起到對砷收集盲管6的冷卻作用。砷收集盲管6由不銹鋼制成。
使用時，將砷化鎵置于真空爐中加熱，加熱溫度控制在1200°C。砷化鎵經(jīng) 高溫加熱分解成為成為液態(tài)鎵和砷蒸汽，由于使用三相交流電加熱器，分解后 產(chǎn)生的金屬鎵在三相旋轉(zhuǎn)磁場中產(chǎn)生攪動，加速了砷化鎵的分解與提高了砷化 鎵的分解程度。加熱區(qū)上部的砷蒸汽導(dǎo)管和砷收集盲管，砷收集盲管設(shè)有冷卻 裝置，砷蒸汽受冷而凝結(jié)在砷收集盲管壁上，完成砷的收集。實施例2:其與實施例1不同之處在于，將砷化鎵置于真空爐中加熱，加熱 溫度控制在1250°C。
實施例3:其與實施例1不同之處在于 溫度控制在1300°C。
實施例4:其與實施例1不同之處在于 溫度控制在1350°C。
實施例5:其與實施例l不同之處在于 溫度控制在1400°C。
實施例6:其與實施例1不同之處在于 溫度控制在1450°C。
實施例7:其與實施例1不同之處在于 溫度控制在1500°C。
本發(fā)明能比傳統(tǒng)石英分解系統(tǒng)耐受更高溫度；砷化鎵的分解率較傳統(tǒng)石英 系統(tǒng)大大提高，在120(TC到150(TC的高溫下，砷化鎵分解率接近100%;并且對
砷進(jìn)行了高效收集，既消除了對環(huán)境的污染又有利于對砷的后續(xù)利用；由于在 真空中分解，避免了氧化法分離產(chǎn)生劇毒的氧化砷物質(zhì)，也避免在操作過程造 成環(huán)境污染和對操作人員健康損害。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡釆用等同替換或等效 變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
將砷化鎵置于真空爐中加熱 將砷化鎵置于真空爐中加熱 將砷化鎵置于真空爐中加熱 將砷化鎵置于真空爐中加熱 將砷化鎵置于真空爐中加熱
力口熱 力口熱 加熱 力口熱 力口熱
權(quán)利要求
1. 一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方法，其特征在于將砷化鎵置于真空容器中加熱，加熱溫度控制在1200℃到1500℃之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方 法，其特征在于所述加熱溫度進(jìn)一步控制在1250'C到1450。C之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方 法，其特征在于所述真空容器由不銹鋼制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方 法，其特征在于所述真空容器設(shè)有冷卻裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方 法，其特征在于所述冷卻裝置為水冷裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方 法，其特征在于所述真空容器內(nèi)設(shè)有三相交流電加熱裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方 法，其特征在于還包括砷收集步驟，真空容器設(shè)有置于在加熱區(qū)上部的砷蒸 汽導(dǎo)管和砷收集盲管，砷收集盲管設(shè)有冷卻裝置，砷蒸汽受冷而凝結(jié)在砷收 集盲管壁上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解方法，將砷化鎵置于真空容器中加熱，加熱溫度控制在1200℃到1500℃之間。本發(fā)明能比傳統(tǒng)石英分解系統(tǒng)耐受更高溫度；本發(fā)明砷化鎵的分解率較傳統(tǒng)石英系統(tǒng)大大提高，在1200℃到1500℃的高溫下，本發(fā)明砷化鎵分解率接近100％；并且對砷進(jìn)行了高效收集，既消除了對環(huán)境的污染又有利于對砷的后續(xù)利用。
文檔編號C22B30/04GK101413066SQ200810155678
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者范家驊, 陸森云 申請人:南京金美鎵業(yè)有限公司