ハフニウム分離・精製技術

技術詳細

ハフニウム分離・精製技術は、ジルコニウム鉱石に微量に含まれるハフニウムを取り出し、産業用途に使用できる純度まで精製する技術です。

ハフニウムとジルコニウムは化学的性質がよく似ているため、両者を高い精度で分離するには高度な抽出・精製技術が必要です。

第一稀元素化学工業は、ベトナムの生産拠点でジルコニウム鉱石から製造した中間体を日本へ運び、その中に含まれるハフニウムを国内で分離・精製する技術を確立しました。

分離には、液体に含まれる特定の成分を選択的に取り出す溶媒抽出技術が利用されます。開発には、日本原子力研究開発機構発のスタートアップであるエマルションフローテクノロジーズが技術協力しています。

ハフニウム化合物は、先端半導体の高性能化と省電力化を支えるHigh-k材料の原料として重要性が高まっています。従来の絶縁材料を極端に薄くすると電流が漏れやすくなりますが、ハフニウム系材料を使用することで、絶縁性能を保ちながら半導体素子の微細化を進めやすくなります。

高い耐熱性や耐食性も持つため、航空宇宙、光学材料、原子力などへの利用も想定されています。

また、中間体からハフニウムを取り除くことにより、残されたジルコニウム側の純度も高められます。このため、新しいハフニウム事業だけでなく、第一稀元素化学工業の主力であるジルコニウム化合物の高機能化にもつながる可能性があります。

想定用途

• AI・データセンター向け半導体
• 先端ロジック半導体
• High-kゲート絶縁膜
• 半導体製造用材料
• 航空宇宙用耐熱材料
• 光学材料
• 原子力関連材料
• 高純度ジルコニウム化合物の製造

技術的課題

• ハフニウムとジルコニウムの高精度な分離
• 半導体用途に対応する純度の安定化
• サンプル評価を通じた顧客要求への適合
• 製造工程の大型化
• 量産時の歩留まりと製造コスト
• 原料となるジルコニウム中間体の安定調達
• 顧客認証と長期品質評価
• 廃液、溶媒、エネルギー使用量の管理