Thermo-decomposition behavior of GaAs scrap by thermogravimetry

열중량분석법에 의하 GaAs Scrap의 열분해거동

Recycling of GaAs scrap which occurs durmg the manufachre of GaAs waters is. therefore, required to solve the environmentalproblcrns caused by arsenic metal and to reutilize gallium which is a expensive metal. A thema-analyticalstudy (thermogravimeg. and derivative thermogravimetry) tor the evaporation behavior of Fa, As from Gak\ulcorner scrap powdersat vacuum atmosphere(2-2.5X 10'mmHg); was primarily performed to identi j the possibility of Ga extraction. Until79YC, the weight change of G d s porvder does not take place, at 800-970C range GaAs vaporizes as the GaAs compound,and over 1WO"C it decamposes mto Ga and As md then As vaporizes rapidly as a result of the difference af vaporprcssure for Ga and As, liquid Ga rcmains eventually.mains eventually.

GaAs wafer의 Scrap은 고품위이고 반도체 제조공정중의 여러 단계에서 발생하는 지속적인 자원이므로, 이로부터 Ga, As의 분리 회수에 관한 기술개발은 자원의 Recycling 측면에서 대단히 중요한 의미를 지니고 있다. 특히 유독성 물질인 As에 의한 환경오염 방지의 측면에서도 GaAs Scrap으로부터 Ga, As의 분리 회수는 필연적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 진공 분위기하(2~2.5$\times$10\ulcorner mmHg)에서 Ga과 As 상호간의 증기압 차를 이용한 건식법에 초점을 두어 주로 thermo-electrobalance를 이용, GaAs 분말의 증발거동을 연구 검토하여 GaAs Scrap으로부터 Ga, As의 분리 회수를 위한 기초자료로서 활용하고자 하였다. GaAs Scrap분말은 약 $795^{\circ}C$까지는 거의 중량변화가 없으나, 이 온도 이상에서는 증발에 따른 중량감소가 일어나 $965^{\circ}C$ 부근에서 급격한 중량감소를 보였다. 특히 $1,000^{\circ}C$ 이하의 저온일 경우에는 GaAs 화합물로부터 Ga과 As가 분해하지 못하고 단지 GaAs의 화합물형태로서 증발하나, $1,000^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 Ga, As 간의 공유결합이 끊어져 각각 분해됨으로써 양자간의 증기압 차에 의하여 Ga을 분리 회수할 수 있다.