一种高纯氧化镓多晶的制备方法与流程

专利2025-11-12  1


本发明涉及氧化镓的制备,具体为一种高纯氧化镓多晶的制备方法。


背景技术:

1、氧化镓(ga2o3)是一种宽禁带半导体,eg=4.9ev,其导电性能和发光特性长期以来一直引起人们的注意。ga2o3是一种透明的氧化物半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景,被用作于ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。它还可以用作o2化学探测器。

2、经检索,中国专利公开号为cn110937622a的专利公开了一种海绵镓制备4n氧化镓的方法,包括酸溶海绵镓,稀释过滤获得镓盐溶液;向镓盐溶液中加入预沉淀剂形成胶体沉淀,固液分离得到高纯镓盐溶液;高纯镓盐溶液与沉淀剂反应,获得氧化镓水合物沉淀;将氧化镓水合物沉淀洗涤、干燥、焙烧、降温,得到4n级高纯氧化镓。上述专利存在以下不足:得到的氧化镓纯度低,不能满足半导体材料的需要。鉴于此,我们提出一种高纯氧化镓多晶的制备方法。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高纯氧化镓多晶的制备方法,以通过将氧化镓粗体进行高温等离子体熔化,然后进行真空除杂,提高氧化镓多晶的纯度,并且对制备过程中的废水进行资源化利用。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种高纯氧化镓多晶的制备方法,包括以下步骤:

4、步骤1、将氧化镓压块成型,得到氧化镓料棒;

5、步骤2、将氧化镓料棒进行高温煅烧,得到氧化镓粗体;

6、步骤3、将冷却后的氧化镓粗体转移至等离子体熔融炉进行高温等离子体熔化,然后进行真空除杂,降温冷却得到块状高纯氧化镓多晶。

7、优选的,所述步骤1中,氧化镓为4n以上氧化镓。

8、优选的,所述步骤1中,压块成型的步骤包括:将氧化镓放置于模具中,通过冷等静压机进行冷压成型,冷压压力为240~270mpa,保压时间为5~20min。

9、优选的,所述步骤2中,高温煅烧的温度为800~1200℃,高温煅烧的时间为2~8h。

10、优选的,所述步骤3中,高温等离子体温度为2000~2500℃,工作气体为氩气、氮气中的任一种。

11、优选的,所述步骤3中,等离子体熔融炉使用之前需要进行预热,预热温度为100~150℃,以去除炉内湿气。

12、优选的,所述步骤3中,降温冷却采用梯度程序降温,降温速率为2~8℃/min。

13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

14、1.该高纯氧化镓多晶的制备方法以4n以上氧化镓为原料,经压块成型、高温煅烧得到氧化镓粗体,通过将氧化镓粗体转移至等离子体熔融炉进行高温等离子体熔化,然后进行真空除杂,降温冷却得到高纯氧化镓多晶,真空条件下,液态氧化镓中的杂质由于分压降低迅速挥发或升华,使杂质更容易从液态氧化镓中逸出,同时,真空环境还可以减少氧气等的污染,保证氧化镓多晶的纯度,满足半导体材料的需要。



技术特征:

1.一种高纯氧化镓多晶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的高纯氧化镓多晶的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,氧化镓为4n以上氧化镓。

3.根据权利要求1所述的高纯氧化镓多晶的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,压块成型的步骤包括:将氧化镓放置于模具中,通过冷等静压机进行冷压成型,冷压压力为240~270mpa,保压时间为5~20min。

4.根据权利要求1所述的高纯氧化镓多晶的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,高温煅烧的温度为800~1200℃,高温煅烧的时间为2~8h。

5.根据权利要求1所述的高纯氧化镓多晶的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,高温等离子体温度为2000~2500℃,工作气体为氩气、氮气中的任一种。

6.根据权利要求1所述的高纯氧化镓多晶的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,等离子体熔融炉使用之前需要进行预热,预热温度为100~150℃,以去除炉内湿气。

7.根据权利要求1所述的高纯氧化镓多晶的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,降温冷却采用梯度程序降温,降温速率为2~8℃/min。


技术总结
本发明涉及氧化镓的制备技术领域,具体为一种高纯氧化镓多晶的制备方法,包括:将氧化镓压块成型,得到氧化镓料棒;将氧化镓料棒进行高温煅烧,得到氧化镓粗体;将冷却后的氧化镓粗体转移至等离子体熔融炉进行高温等离子体熔化,然后进行真空除杂,降温冷却得到块状高纯氧化镓多晶。本发明通过将氧化镓粗体进行高温等离子体熔化,然后进行真空除杂,降温冷却得到高纯氧化镓多晶,保证氧化镓多晶的纯度,满足半导体材料的需要。

技术研发人员:伏彪,宦新亚,陈飞,于月青,姜超,吴丽文
受保护的技术使用者:江苏宁达环保股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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