JP2000169246A - Silicon carbide sintered compact - Google Patents

Silicon carbide sintered compact

Info

Publication number
JP2000169246A
JP2000169246A JP10348700A JP34870098A JP2000169246A JP 2000169246 A JP2000169246 A JP 2000169246A JP 10348700 A JP10348700 A JP 10348700A JP 34870098 A JP34870098 A JP 34870098A JP 2000169246 A JP2000169246 A JP 2000169246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon carbide
sintered body
carbide sintered
temperature
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10348700A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4437847B2 (en
Inventor
Masami Ootsuki
正珠 大月
Hiroaki Wada
宏明 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP34870098A priority Critical patent/JP4437847B2/en
Priority to US09/449,764 priority patent/US6419757B2/en
Publication of JP2000169246A publication Critical patent/JP2000169246A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4437847B2 publication Critical patent/JP4437847B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a silicon carbide sintered compact having high density, containing small amounts of organic and inorganic impurities existing on the surface or in the vicinity of the surface. SOLUTION: This silicon carbide sintered compact contains <1.0×1011 atom/cm2 impurities existing on the surface or in the vicinity of the surface of the silicon carbide sintered compact and has >=2.9 g/cm2 density and <=10 ppm total content of impurity element. The silicon carbide sintered compact is obtained by a method comprising a sintering process for hot-pressing a mixture of silicon carbide powder and a nonmetallic sintering auxiliary at 2,000-2,400 deg.C under 300-700 kg/cm2 in a nonoxidizing atmosphere and a cleaning process for cleaning the silicon carbide sintered compact having passed the sintering process by a wet process.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】本発明は、半導体各種部材及び電子部品に
応用可能な炭化ケイ素焼結体に関する。詳しくは、ダミ
ーウェハ、ターゲット、発熱体等に用いられる、高密度
であり、且つ表面及び表面近傍に付着する、有機物汚
染、金属元素汚染、パーティクル汚染の少ない炭化ケイ
素焼結体に関する。
The present invention relates to a silicon carbide sintered body applicable to various semiconductor members and electronic components. More specifically, the present invention relates to a silicon carbide sintered body which is used for a dummy wafer, a target, a heating element, and the like and has a high density and adheres to a surface and near the surface, and has little organic substance contamination, metal element contamination, and particle contamination.

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】炭化ケイ素、特に炭化ケイ素
焼結体は、共有結合性の強い物質であり、従来より高温
強度性、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性等の優れた特性を
生かして多くの用途で用いられてきた。それらの利点が
着目され、最近では電子分野、情報分野、半導体分野へ
の応用が期待されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Silicon carbide, particularly a silicon carbide sintered body, is a substance having a strong covalent bond, and makes use of its excellent properties such as high-temperature strength, heat resistance, abrasion resistance, and chemical resistance. And have been used in many applications. These advantages have attracted attention, and application to the fields of electronics, information, and semiconductors has recently been expected.

【0003】半導体シリコン集積回路の高集積化、及び
それに付随した細線化に伴って、これらの分野で用いら
れる半導体各種部材及び電子部品は、高純度化、高密度
化が要求されるため、非金属系焼結助剤を用いたホット
プレス焼結法や反応焼結法が鋭意研究された。しかしな
がら、これらの焼結法で得られた炭化ケイ素焼結体は、
高純度、高密度でありながら製造前後のプロセス(焼
結、加工、及びハンドリング等)で、表面及び表面近傍
に汚染を受けている。
As semiconductor silicon integrated circuits become more highly integrated and thinner, the various semiconductor members and electronic components used in these fields are required to have higher purity and higher density. A hot press sintering method and a reaction sintering method using a metal-based sintering agent have been studied extensively. However, silicon carbide sintered bodies obtained by these sintering methods are:
High-purity, high-density, but pre- and post-production processes (sintering, processing, handling, etc.) have been contaminated on and near the surface.

【0004】このため、炭化ケイ素焼結体を半導体各種
部材及び電子部品に応用するためには、即ちコンタミネ
ーション、パーティクル等の汚染を防ぐためには、表面
洗浄によるシリコンウエハ並みの表面純度の達成が必要
不可欠であるが、未だ満足のいく表面純度を有する炭化
ケイ素焼結体が得られていないのが現状である。
[0004] Therefore, in order to apply the silicon carbide sintered body to various semiconductor members and electronic components, that is, to prevent contamination and particles from contaminating, it is necessary to achieve a surface purity equivalent to that of a silicon wafer by surface cleaning. Although indispensable, at present, a silicon carbide sintered body having a satisfactory surface purity has not yet been obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記事実を
考慮してなされたものであり、本発明の目的は、高密度
であり、且つ表面及び表面近傍に存在する有機及び無機
不純物の少ない炭化ケイ素焼結体を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and an object of the present invention is to provide a high-density, low-organic and inorganic impurity present on and near the surface. An object of the present invention is to provide a silicon carbide sintered body.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、半導体各種部材及び電子部品に応用可能な高
密度、高純度の炭化ケイ素焼結体が得られても、工程汚
染等で表面及び酸化膜層の有機及び無機不純物濃度が高
くなることに着目し、本発明に至った。即ち、本発明
は、<1>炭化ケイ素焼結体の表面及び表面近傍に存在
する不純物量が1.0×1011atom/cm2 未満で
あり、密度が2.9g/cm2 以上であることを特徴と
する炭化ケイ素焼結体である。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have obtained a high-density, high-purity sintered silicon carbide that can be applied to various semiconductor members and electronic components, but still have problems such as process contamination. The present inventors have paid attention to the fact that the organic and inorganic impurity concentrations of the surface and the oxide film layer are increased, and have reached the present invention. That is, in the present invention, <1> the amount of impurities present on the surface and near the surface of the silicon carbide sintered body is less than 1.0 × 10 11 atoms / cm 2 and the density is 2.9 g / cm 2 or more. It is a silicon carbide sintered body characterized by the above.

【0007】<2>炭化ケイ素焼結体の不純物元素の総
含有量が10ppm以下であることを特徴とする前記<
1>に記載の炭化ケイ素焼結体である。
<2> The total content of impurity elements in the silicon carbide sintered body is 10 ppm or less.
1> The silicon carbide sintered body according to <1>.

【0008】<3>炭化ケイ素粉末と非金属系焼結助剤
との混合物を、温度2000〜2400℃、圧力300
〜700kg/cm2 、非酸化性雰囲気下でホットプレ
スする焼結工程と、該焼結工程を経た炭化ケイ素焼結体
を湿式洗浄する洗浄工程と、を含む製造方法から得られ
ること特徴とする前記<1>又は<2>に記載の炭化ケ
イ素焼結体である。
<3> A mixture of silicon carbide powder and a nonmetallic sintering aid is prepared at a temperature of 2000 to 2400 ° C. and a pressure of 300
~ 700 kg / cm 2 , obtained by a manufacturing method including a sintering step of hot pressing under a non-oxidizing atmosphere, and a washing step of wet-cleaning the silicon carbide sintered body after the sintering step. The silicon carbide sintered body according to <1> or <2>.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の炭化ケイ素焼結体は、表
面及び表面近傍に存在する不純物量(以下、表面清浄度
ということがある。)が1.0×1011atom/cm
2 未満であるが、好ましくは5×1010atom/cm
2 であり、さらに好ましくは1×10 10atom/cm
2 である。該不純物量が1.0×1011atom/cm
2 を超えると、表面及び表面近傍に存在する不純物によ
るコンタミネーション、パーティクル等の汚染を引き起
こす。本発明において、「表面及び表面近傍に存在する
不純物量」とは、不純物元素各々の不純物量を示し、
「不純物」とは、実質的にSi、C、O、N、ハロゲ
ン、及び希ガス以外の元素のことを意味する。また、
「表面及び表面近傍」とは、炭化ケイ素焼結体基板の最
表面、及びその最表面上に自然生成する自然酸化膜を意
味する。なお、自然酸化膜とは、SiO2 膜であり、そ
の厚さは通常、40〜60nm程度である(佐々木丈
夫、窯業協会誌、第95巻84頁(1987年))。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The sintered silicon carbide of the present invention
The amount of impurities present on the surface and near the surface (hereinafter referred to as surface cleanliness
There is that. ) Is 1.0 × 1011atom / cm
TwoLess than 5 × 10Tenatom / cm
TwoAnd more preferably 1 × 10 Tenatom / cm
TwoIt is. The impurity amount is 1.0 × 1011atom / cm
TwoAbove the limit, impurities present on the surface and near the surface
Cause contamination, particles, etc.
Rub In the present invention, "existing on the surface and near the surface"
The “impurity amount” indicates the impurity amount of each impurity element,
"Impurities" are substantially Si, C, O, N, halogen
And elements other than noble gases. Also,
“Surface and near surface” refers to the surface of the silicon carbide sintered body substrate.
The surface and the natural oxide film naturally formed on the outermost surface
To taste. Note that the natural oxide film is SiO 2TwoMembrane
Is usually about 40 to 60 nm thick (J. Sasaki)
Husband, Journal of the Ceramic Industry Association, Vol. 95, p. 84 (1987)).

【0010】前記表面及び表面近傍に存在する不純物量
は、ICP−MS(「Inductively Cou
pled Plasma Mass Spectrom
eter(誘導結合プラズマ質量分析装置)」)、又は
TXRF(「Total Reflection X−
Ray Fluorescencemeter(全反射
蛍光X線分析装置)」)で分析することにより測定す
る。なお、ICP−MS分析値とTXRF分析値とはほ
ぼ等しい。
The amount of impurities existing on the surface and in the vicinity of the surface is determined by ICP-MS (“Inductively Cou”).
Pled Plasma Mass Spectrom
eter (inductively coupled plasma mass spectrometer) ") or TXRF (" Total Reflection X-
Ray Fluorescence meter (total reflection X-ray fluorescence spectrometer) "). Note that the ICP-MS analysis value and the TXRF analysis value are almost equal.

【0011】本発明の炭化ケイ素焼結体は、密度が2.
9g/cm3 以上であり、好ましくは3.0g/cm3
以上である。該密度が2.9g/cm3 未満であると曲
げ強度、破壊強度などの力学的特性や電気的な物性が低
下し、さらに、パーティクルが増大し、パーティクル汚
染を引き起こす。
[0011] The silicon carbide sintered body of the present invention has a density of 2.
9 g / cm 3 or more, preferably 3.0 g / cm 3
That is all. If the density is less than 2.9 g / cm 3 , mechanical properties such as bending strength and breaking strength and electrical properties are reduced, and particles are increased to cause particle contamination.

【0012】本発明の炭化ケイ素焼結体は、不純物の総
含有量が好ましくは10ppm以下であり、さらに好ま
しくは5ppm以下である。該総含有量が10ppmを
超えると、高温での使用の際に不純物が拡散し易くな
り、例えば半導体シリコン表面を汚染し、p−n接合リ
ークが反転不良を引き起こす虞がある。なお、本発明に
おいて、炭化ケイ素焼結体の不純物の総含有量は、表面
及び表面近傍の不純物を含まない。
[0012] The silicon carbide sintered body of the present invention preferably has a total content of impurities of 10 ppm or less, more preferably 5 ppm or less. When the total content exceeds 10 ppm, impurities are easily diffused at the time of use at a high temperature, and for example, there is a possibility that a semiconductor silicon surface is contaminated, and a pn junction leak causes inversion failure. In the present invention, the total content of impurities in the silicon carbide sintered body does not include impurities on the surface and near the surface.

【0013】以下に、本発明の炭化ケイ素焼結体を製造
方法を通して説明する。本発明の炭化ケイ素焼結体は、
炭化ケイ素焼結体を製造する工程と、炭化ケイ素焼結体
を洗浄する工程とを含む製造方法より得られる。
Hereinafter, the silicon carbide sintered body of the present invention will be described through a manufacturing method. The silicon carbide sintered body of the present invention,
It is obtained by a manufacturing method including a step of manufacturing a silicon carbide sintered body and a step of cleaning the silicon carbide sintered body.

【0014】前記炭化ケイ素焼結体を製造する工程を詳
しく説明する。炭化ケイ素焼結体を製造する工程は、炭
化ケイ素粉末と非金属系焼結助剤との混合物を、温度2
000〜2400℃、圧力300〜700kg/c
2 、非酸化性雰囲気下でホットプレスする焼結工程
(以下、焼結工程ということがある。)を含む工程であ
る。
The step of manufacturing the silicon carbide sintered body will be described in detail. In the step of producing the silicon carbide sintered body, the mixture of the silicon carbide powder and the nonmetallic sintering aid is heated at a temperature of 2%.
000-2400 ° C, pressure 300-700kg / c
m 2 , a step including a sintering step of hot-pressing in a non-oxidizing atmosphere (hereinafter sometimes referred to as a sintering step).

【0015】前記炭化ケイ素粉末は、少なくとも1種以
上の液状のケイ素化合物を含むケイ素源と、少なくとも
1種以上の液状の有機化合物を含む炭素源と、重合又は
架橋触媒と、を均質に混合して得られた固形物を非酸化
性雰囲気下で焼成して炭化ケイ素粉末を製造する工程
(炭化ケイ素粉末を製造する工程ということがある。)
により得られることが好適である。
The silicon carbide powder is obtained by homogeneously mixing a silicon source containing at least one or more liquid silicon compounds, a carbon source containing at least one or more liquid organic compounds, and a polymerization or crosslinking catalyst. Baking the solid obtained in a non-oxidizing atmosphere to produce silicon carbide powder (sometimes referred to as producing silicon carbide powder).
Is preferably obtained by

【0016】本発明の炭化ケイ素焼結体は、窒素を含有
してもよく、炭化ケイ素焼結体に窒素を導入する方法と
しては、前記炭化ケイ素粉末を製造する工程において、
ケイ素源と、炭素源と共に少なくとも1種以上の窒素源
(以下、窒素源ということがある。)を添加する方法、
又は、焼結工程において、非金属系焼結助剤と共に窒素
源を添加する方法が挙げられる。
[0016] The silicon carbide sintered body of the present invention may contain nitrogen. As a method for introducing nitrogen into the silicon carbide sintered body, in the step of producing the silicon carbide powder,
A method of adding at least one or more nitrogen sources (hereinafter, sometimes referred to as nitrogen sources) together with a silicon source and a carbon source;
Alternatively, in the sintering step, a method in which a nitrogen source is added together with a nonmetallic sintering aid is used.

【0017】前記窒素源として用いられる物質として
は、加熱により窒素を発生する物質が好ましく、例え
ば、ポリイミド樹脂及びその前駆体、ヘキサメチレンテ
トラミン、アンモニア、トリエチルアミン等の各種アミ
ン類が挙げられる。
The substance used as the nitrogen source is preferably a substance that generates nitrogen by heating, and examples thereof include polyimide resins and precursors thereof, and various amines such as hexamethylenetetramine, ammonia, and triethylamine.

【0018】前記窒素源の添加量としては、前記炭化ケ
イ素粉末を製造する工程おいて、ケイ素源と同時に添加
する場合には、ケイ素源1gに対して80μg〜100
0μgである。また、前記焼結工程おいて、非金属系焼
結助剤と共に添加する場合には、非金属系焼結助剤1g
に対して200μg〜2000μg、好ましくは150
0μg〜2000μgである。
When the nitrogen source is added simultaneously with the silicon source in the process of producing the silicon carbide powder, the nitrogen source may be added in an amount of 80 μg to 100 μg per 1 g of the silicon source.
0 μg. In addition, in the sintering step, when adding together with the nonmetallic sintering aid, 1 g of the nonmetallic sintering aid is used.
200 to 2000 μg, preferably 150
0 μg to 2000 μg.

【0019】炭化ケイ素粉末、及び炭化ケイ素粉末を製
造する工程について説明する。前記炭化ケイ素粉末は、
α型、β型、非晶質或いはこれらの混合物等が挙げられ
るが、特に、β型炭化ケイ素粉末が好適に使用される。
本発明の炭化ケイ素焼結体においては、炭化ケイ素成分
全体のうち、β型炭化ケイ素の占める割合が70%以上
であることが好ましく、さらに好ましくは80%以上で
あり、100%β型炭化ケイ素であってもよい。従っ
て、原料となる炭化ケイ素粉末のうち、β型炭化ケイ素
粉末の配合量は60%以上、さらには、65%以上であ
ることが好ましい。
The silicon carbide powder and the process for producing the silicon carbide powder will be described. The silicon carbide powder,
Examples thereof include α-type, β-type, amorphous, and a mixture thereof. In particular, β-type silicon carbide powder is preferably used.
In the silicon carbide sintered body of the present invention, the proportion of β-type silicon carbide in the entire silicon carbide component is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and 100% β-type silicon carbide. It may be. Therefore, the content of the β-type silicon carbide powder in the silicon carbide powder as a raw material is preferably 60% or more, and more preferably 65% or more.

【0020】前記β型炭化ケイ素粉末のグレードには特
に制限はなく、例えば、一般に市販されているβ型炭化
ケイ素粉末を用いることができる。この炭化ケイ素粉末
の粒径は、高密度化の観点からは小さいことが好まし
く、0.01〜10μm程度、さらには、0.05〜1
μm程度であることが好ましい。粒径が0.01μm未
満であると、計量、混合などの処理工程における取扱が
困難となり、10μmを超えると比表面積が小さく、即
ち、隣接する粉体との接触面積が小さくなり、高密度化
が困難となるため、好ましくない。
The grade of the β-type silicon carbide powder is not particularly limited, and for example, generally available β-type silicon carbide powder can be used. The particle size of the silicon carbide powder is preferably small from the viewpoint of high density, about 0.01 to 10 μm, and more preferably 0.05 to 1 μm.
It is preferably about μm. If the particle size is less than 0.01 μm, it is difficult to handle in processing steps such as measurement and mixing, and if it exceeds 10 μm, the specific surface area is small, that is, the contact area with the adjacent powder is small, and the density is increased. This is not preferable because it becomes difficult.

【0021】前記炭化ケイ素粉末の好適な態様として
は、粒径が0.05〜1μm、比表面積が5m2 /g以
上、遊離炭素1%以下、酸素含有量1%以下のものが好
適に用いられる。また、用いられる炭化ケイ素粉末の粒
度分布は特に制限されず、炭化ケイ素焼結体の製造時に
おいて、粉体の充填密度を向上させること及び炭化ケイ
素の反応性の観点から、2つ以上の極大値を有するもの
も使用しうる。なお、高純度の炭化ケイ素焼結体を得る
ためには、原料の炭化ケイ素粉末として、高純度の炭化
ケイ素粉末を用いればよい。
The silicon carbide powder preferably has a particle size of 0.05 to 1 μm, a specific surface area of 5 m 2 / g or more, free carbon of 1% or less, and an oxygen content of 1% or less. Can be In addition, the particle size distribution of the silicon carbide powder used is not particularly limited, and at the time of production of the silicon carbide sintered body, from the viewpoint of improving the packing density of the powder and the reactivity of silicon carbide, two or more peaks are considered. Those having values may also be used. In order to obtain a high-purity silicon carbide sintered body, a high-purity silicon carbide powder may be used as a raw material silicon carbide powder.

【0022】前記高純度の炭化ケイ素粉末は、例えば、
少なくとも1種以上の液状のケイ素化合物を含むケイ素
源と、加熱により炭素を生成する少なくとも1種以上の
液状の有機化合物を含む炭素源と、重合又は架橋触媒
と、所望により窒素源と、を均質に混合して得られた固
形物を非酸化性雰囲気下で焼成する焼成工程(以下、炭
化ケイ素粉末を製造する工程ということがある。)を含
む製造方法により得ることが好適である。
The high-purity silicon carbide powder is, for example,
A silicon source containing at least one or more liquid silicon compounds, a carbon source containing at least one or more liquid organic compounds that generate carbon by heating, a polymerization or crosslinking catalyst, and optionally a nitrogen source are homogeneously mixed. It is preferable to obtain a solid material obtained by mixing in a non-oxidizing atmosphere and then baking it in a non-oxidizing atmosphere by a manufacturing method including a firing step (hereinafter sometimes referred to as a step of manufacturing silicon carbide powder).

【0023】前記ケイ素化合物を含むケイ素源(以下、
ケイ素源ということがある。)としては、液状のものと
固体のものとを併用することができるが、少なくとも一
種は液状のものから選ばれなくてはならない。液状のも
のとしては、アルコキシシラン(モノ−、ジ−、トリ
−、テトラ−)及びテトラアルコキシシランの重合体が
用いられる。アルコキシシランの中ではテトラアルコキ
シシランが好適に用いられ、具体的には、メトキシシラ
ン、エトキシシラン、プロポキシシラン、ブトキシシラ
ン等が挙げられるが、ハンドリングの点からはエトキシ
シランが好ましい。また、テトラアルコキシシランの重
合体としては、重合度が2〜15程度の低分子量重合体
(オリゴマー)及びさらに重合度が高いケイ酸ポリマー
で液状のものが挙げられる。これらと併用可能な固体状
のものとしては、酸化ケイ素が挙げられる。本発明にお
いて酸化ケイ素とは、SiOの他、シリカゾル(コロイ
ド状超微細シリカ含有液、内部にOH基やアルコキシル
基を含む)、二酸化ケイ素(シリカゲル、微細シリカ、
石英粉体)等を含む。
A silicon source containing the silicon compound (hereinafter referred to as a silicon source)
Sometimes referred to as a silicon source. As), a liquid and a solid can be used in combination, but at least one of them must be selected from liquid. As the liquid, a polymer of alkoxysilane (mono-, di-, tri-, tetra-) and tetraalkoxysilane is used. Among alkoxysilanes, tetraalkoxysilane is suitably used, and specific examples thereof include methoxysilane, ethoxysilane, propoxysilane, butoxysilane and the like, and ethoxysilane is preferred from the viewpoint of handling. Examples of the tetraalkoxysilane polymer include a low molecular weight polymer (oligomer) having a degree of polymerization of about 2 to 15 and a liquid silicate polymer having a higher degree of polymerization. Examples of solid materials that can be used in combination with these include silicon oxide. In the present invention, silicon oxide means, in addition to SiO, silica sol (colloidal ultrafine silica-containing liquid, containing an OH group or an alkoxyl group therein), silicon dioxide (silica gel, fine silica,
(Quartz powder) and the like.

【0024】前記ケイ素源の中でも、均質性やハンドリ
ング性が良好な観点から、テトラエトキシシランのオリ
ゴマー及びテトラエトキシシランのオリゴマーと微粉体
シリカとの混合物等が好適である。また、これらのケイ
素源は高純度の物質が用いられ、初期の不純物含有量が
20ppm以下であることが好ましく、5ppm以下で
あることがさらに好ましい。
Among the above-mentioned silicon sources, from the viewpoint of good homogeneity and handling properties, tetraethoxysilane oligomers and mixtures of tetraethoxysilane oligomers with fine powder silica are preferred. In addition, a high-purity substance is used for these silicon sources, and the initial impurity content is preferably 20 ppm or less, more preferably 5 ppm or less.

【0025】前記加熱により炭素を生成する有機化合物
を含む炭素源(以下、炭素源ということがある。)とし
ては、液状のものの他、液状のものと固体のものとを併
用することができ、残炭率が高く、且つ触媒若しくは加
熱により重合又は架橋する有機化合物、具体的には例え
ば、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリイミド、ポリウ
レタン、ポリビニルアルコール等の樹脂のモノマーやプ
レポリマーが好ましく、その他、セルロース、蔗糖、ピ
ッチ、タール等の液状物も用いられ、特にレゾール型フ
ェノール樹脂が好ましい。また、その純度は目的により
適宜制御選択が可能であるが、特に高純度の炭化ケイ素
粉末が必要な場合には、各金属を5ppm以上含有して
いない有機化合物を用いることが望ましい。
As the carbon source containing an organic compound which generates carbon by heating (hereinafter, sometimes referred to as a carbon source), in addition to a liquid source, a liquid source and a solid source can be used in combination. Organic compounds that have a high residual carbon ratio and are polymerized or cross-linked by catalyst or heating, specifically, for example, phenolic resins, furan resins, polyimides, polyurethanes, resin monomers and prepolymers such as polyvinyl alcohol are preferable, and cellulose. Liquid substances such as sucrose, pitch, tar and the like are also used, and a resol type phenol resin is particularly preferable. The purity can be controlled and selected as appropriate depending on the purpose. In particular, when high-purity silicon carbide powder is required, it is desirable to use an organic compound containing no metal at 5 ppm or more.

【0026】前記高純度の炭化ケイ素粉末の製造におい
て、炭素とケイ素の比(以下、C/Si比と略記)は、
混合物を1000℃にて炭化して得られる炭化物中間体
を、元素分析することにより定義される。化学量論的に
は、C/Si比が3.0の時に生成炭化ケイ素中の遊離
炭素が0%となるはずであるが、実際には同時に生成す
るSiOガスの揮散により低C/Si比において遊離炭
素が発生する。この生成炭化ケイ素粉体中の遊離炭素量
が焼結体等の製造用途に適当でない量にならないように
予め配合を決定することが重要である。通常、1気圧近
傍で1600℃以上での焼成では、C/Si比を2.0
〜2.5にすると遊離炭素を抑制することができ、この
範囲を好適に用いることができる。C/Si比を2.5
以上にすると遊離炭素が顕著に増加するが、この遊離炭
素は粒成長を抑制する効果を持つため、粒子形成の目的
に応じて適宜選択しても良い。但し、雰囲気の圧力を低
圧又は高圧で焼成する場合は、純粋な炭化ケイ素を得る
ためのC/Si比は変動するので、この場合は必ずしも
前記C/Si比の範囲に限定するものではない。
In the production of the high-purity silicon carbide powder, the ratio of carbon to silicon (hereinafter abbreviated as C / Si ratio) is
It is defined by elemental analysis of a carbide intermediate obtained by carbonizing the mixture at 1000 ° C. Stoichiometrically, when the C / Si ratio is 3.0, the free carbon in the generated silicon carbide should be 0%, but actually, the low C / Si ratio is caused by the volatilization of the simultaneously generated SiO gas. , Free carbon is generated. It is important to determine the blending in advance so that the amount of free carbon in the produced silicon carbide powder does not become an amount unsuitable for production use such as a sintered body. Normally, when sintering at 1600 ° C. or more near 1 atm, the C / Si ratio is 2.0
When it is set to 2.5, free carbon can be suppressed, and this range can be suitably used. C / Si ratio of 2.5
With the above, free carbon is significantly increased, but since this free carbon has an effect of suppressing grain growth, it may be appropriately selected according to the purpose of forming particles. However, when firing at a low or high pressure in the atmosphere, the C / Si ratio for obtaining pure silicon carbide varies, and in this case, the C / Si ratio is not necessarily limited to the above range.

【0027】なお、遊離炭素の焼結の際の作用は、後述
する炭化ケイ素粉末の表面に被覆された非金属系焼結助
剤に由来する炭素によるものに比較して非常に弱いた
め、基本的には無視することができる。
The effect of sintering of free carbon is very weak compared to that of carbon derived from a non-metallic sintering aid coated on the surface of silicon carbide powder described later. Can be ignored.

【0028】前記ケイ素源と前記炭素源とを均質に混合
した固形物を得るために、ケイ素源と炭素源との混合物
を硬化させて混合固形物とすることも必要に応じて行わ
れる。硬化の方法としては、加熱により架橋する方法、
硬化触媒により硬化する方法、電子線や放射線による方
法が挙げられる。硬化触媒としては、炭素源に応じて適
宜選択できるが、フェノール樹脂やフラン樹脂の場合に
は、トルエンスルホン酸、トルエンカルボン酸、酢酸、
しゅう酸、塩酸、硫酸、マレイン酸等の酸類、ヘキサミ
ン等のアミン類等を用いる。
In order to obtain a solid in which the silicon source and the carbon source are homogeneously mixed, the mixture of the silicon source and the carbon source is cured to form a mixed solid, if necessary. As a curing method, a method of crosslinking by heating,
Examples include a method of curing with a curing catalyst, and a method of using an electron beam or radiation. The curing catalyst can be appropriately selected according to the carbon source, but in the case of a phenol resin or a furan resin, toluene sulfonic acid, toluene carboxylic acid, acetic acid,
Acids such as oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and maleic acid, and amines such as hexamine are used.

【0029】前記混合固形物は必要に応じ加熱炭化され
る。これは窒素又はアルゴン等の非酸化性雰囲気中80
0℃〜1000℃にて30分〜120分間該固形物を加
熱することにより行われる。
The mixed solid is heated and carbonized as required. This is done in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen or argon.
The heating is performed by heating the solid at 0 ° C. to 1000 ° C. for 30 minutes to 120 minutes.

【0030】前記加熱炭化された混合固形物を、さらに
アルゴン等の非酸化性雰囲気中1350℃以上2000
℃以下で加熱することにより炭化ケイ素が生成する。焼
成温度と時間は希望する粒径等の特性に応じて適宜選択
できるが、より効率的な生成のためには1600℃〜1
900℃での焼成が望ましい。
The heated and carbonized mixed solid is further heated to a temperature of 1350 ° C. or more in a non-oxidizing atmosphere such as argon.
Heating at a temperature of not more than ℃ produces silicon carbide. The firing temperature and time can be appropriately selected according to the desired properties such as the particle size.
Firing at 900 ° C. is desirable.

【0031】前記高純度の炭化ケイ素粉末を、より高純
度化するには、前述の焼成時に2000〜2100℃に
て5〜20分間加熱処理を施せばよい。
In order to further purify the high-purity silicon carbide powder, heat treatment may be performed at 2000 to 2100 ° C. for 5 to 20 minutes during the above-mentioned firing.

【0032】以上より、特に高純度の炭化ケイ素粉末を
製造する方法としては、単結晶の製造方法(特開平9−
48605号公報)に記載された原料粉体の製造方法、
即ち、高純度のテトラアルコキシシラン、テトラアルコ
キシシラン重合体から選択される1種以上をケイ素源と
し、加熱により炭素を生成する高純度有機化合物を炭素
源とし、これらを均質に混合して得られた混合物を非酸
化性雰囲気下において加熱焼成して炭化ケイ素粉体を得
る炭化ケイ素生成工程と、得られた炭化ケイ素粉末を、
1700℃以上2000℃未満の温度に保持し、該温度
の保持中に、2000℃〜2100℃の温度において5
〜20分間にわたり加熱する処理を少なくとも1回行う
後処理工程とを含み、前記2工程を行うことにより、各
不純物元素の含有量が0.5ppm以下である炭化ケイ
素粉末を得ること、を特徴とする高純度炭化ケイ素粉末
の製造方法等を利用することができる。
As described above, in particular, as a method for producing high-purity silicon carbide powder, a method for producing a single crystal (Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 48605), a method for producing a raw material powder,
That is, high-purity tetraalkoxysilane, at least one selected from tetraalkoxysilane polymers is used as a silicon source, a high-purity organic compound that generates carbon by heating is used as a carbon source, and these are uniformly mixed. The resulting mixture is heated and fired in a non-oxidizing atmosphere to obtain a silicon carbide powder, and a silicon carbide powder is obtained.
Maintain at a temperature of 1700 ° C. or more and less than 2000 ° C., and maintain the temperature at a temperature of
A post-treatment step of performing heating at least once for up to 20 minutes, and obtaining the silicon carbide powder having a content of each impurity element of 0.5 ppm or less by performing the two steps. A method for producing high-purity silicon carbide powder can be used.

【0033】前記焼結工程についてさらに詳しく説明す
る。前記焼結工程は、炭化ケイ素粉末と、非金属系焼結
助剤と、所望により窒素源と、の混合物(以下、炭化ケ
イ素粉末の混合物ということがある。)を、温度200
0〜2400℃、圧力300〜700kg/cm2 、非
酸化性雰囲気下でホットプレスして焼結を行う工程であ
る。
The sintering step will be described in more detail. In the sintering step, a mixture of silicon carbide powder, a non-metallic sintering aid, and optionally a nitrogen source (hereinafter, sometimes referred to as a mixture of silicon carbide powder) is heated to a temperature of 200.
This is a step of performing sintering by hot pressing in a non-oxidizing atmosphere at 0 to 2400 ° C and a pressure of 300 to 700 kg / cm 2 .

【0034】前記非金属系焼結助剤としては、加熱によ
り炭素を生成する物質が用いられ、加熱により炭素を生
成する有機化合物又はこれらで表面を被覆された炭化ケ
イ素粉末(粒径:0.01〜1μm程度)が挙げられ、
効果の観点からは前者が好ましい。
As the nonmetallic sintering aid, a substance that generates carbon by heating is used, and an organic compound that generates carbon by heating or silicon carbide powder whose surface is coated with these compounds (particle size: 0.1 to 0.2). About 01 to 1 μm).
The former is preferred from the viewpoint of the effect.

【0035】前記加熱により炭素を生成する有機化合物
としては、具体的には、残炭率の高いコールタールピッ
チ、ピッチタール、フェノール樹脂、フラン樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノキシ樹脂やグルコース等の単糖類、蔗
糖等の少糖類、セルロース、デンプン等の多糖類などの
等の各種糖類が挙げられる。これらは炭化ケイ素粉末と
均質に混合するという目的から、常温で液状のもの、溶
媒に溶解するもの、熱可塑性或いは熱融解性のように加
熱することにより軟化するもの或いは液状となるものが
好適に用いられるが、なかでも、得られる成形体の強度
が高いフェノール樹脂、特に、レゾール型フェノール樹
脂が好適である。
Examples of the organic compound that generates carbon by heating include coal tar pitch, pitch tar, phenolic resin, furan resin, epoxy resin, phenoxy resin, and monosaccharides such as glucose and the like having a high residual carbon ratio. Various saccharides such as oligosaccharides such as sucrose and polysaccharides such as cellulose and starch. These are preferably those that are liquid at room temperature, those that dissolve in a solvent, those that are softened by heating such as thermoplastic or heat-meltable, or those that become liquid, for the purpose of being homogeneously mixed with silicon carbide powder. Among them, a phenol resin having high strength of the obtained molded body, particularly a resol-type phenol resin is preferable.

【0036】前記加熱により炭素を生成する有機化合物
は、加熱されると粒子表面(近傍)においてカーボンブ
ラックやグラファイトの如き無機炭素系化合物を生成
し、焼結中に炭化ケイ素の表面酸化膜を効率的に除去す
る焼結助剤として有効に作用すると考えられる。
The organic compound that forms carbon by heating generates an inorganic carbon-based compound such as carbon black or graphite on the particle surface (near) when heated, and efficiently forms a surface oxide film of silicon carbide during sintering. It is thought that it works effectively as a sintering aid to be removed.

【0037】前記非金属系焼結助剤は、前記炭化ケイ素
粉末との混合物を得る際に、溶媒に溶解又は分散させて
混合することが好ましい。溶媒は、非金属系焼結助剤と
して使用する化合物に対して好適なもの、具体的には、
好適な加熱により炭素を生成する有機化合物であるフェ
ノール樹脂に対しては、エチルアルコール等の低級アル
コール類やエチルエーテル、アセトン等を選択すること
ができる。また、この非金属系焼結助剤及び溶媒につい
ても不純物の含有量が低いものを使用することが好まし
い。
When obtaining the mixture with the silicon carbide powder, the nonmetallic sintering aid is preferably dissolved or dispersed in a solvent and mixed. The solvent is suitable for the compound used as the nonmetallic sintering aid, specifically,
For a phenol resin that is an organic compound that generates carbon by suitable heating, lower alcohols such as ethyl alcohol, ethyl ether, acetone, and the like can be selected. In addition, it is preferable to use a non-metallic sintering aid and a solvent having a low impurity content.

【0038】前記非金属系焼結助剤の添加量は、少なす
ぎると焼結体の密度が上がらず、多過ぎると焼結体に含
まれる遊離炭素が増加するため高密度化を阻害する虞が
あるため、使用する非金属系焼結助剤の種類にもよる
が、一般的には、10重量%以下、好ましくは2〜5重
量%となるように添加量を調整することが好ましい。こ
の量は、予め炭化ケイ素粉末の表面のシリカ(酸化ケイ
素)量をフッ酸を用いて定量し、化学量論的にその還元
に充分な量を計算することにより決定することができ
る。
If the amount of the nonmetallic sintering additive is too small, the density of the sintered body will not increase, while if it is too large, the free carbon contained in the sintered body will increase, which may hinder high density. Therefore, although it depends on the type of the nonmetallic sintering aid to be used, it is generally preferable to adjust the amount to be 10% by weight or less, preferably 2 to 5% by weight. This amount can be determined by previously quantifying the amount of silica (silicon oxide) on the surface of the silicon carbide powder using hydrofluoric acid and calculating the amount stoichiometrically sufficient for its reduction.

【0039】なお、ここでいう炭素としての添加量と
は、上記の方法により定量されたシリカが非金属系焼結
助剤に由来する炭素で、下記の化学反応式により還元さ
れるものとし、非金属系焼結助剤の熱分解後の残炭率
(非金属系焼結助剤中で炭素を生成する割合)などを考
慮して得られる値である。
The amount of carbon added here means that the silica determined by the above method is carbon derived from the nonmetallic sintering aid, and is reduced by the following chemical reaction formula. It is a value obtained in consideration of the residual carbon ratio after thermal decomposition of the nonmetallic sintering aid (the ratio of carbon generated in the nonmetallic sintering aid) and the like.

【0040】[0040]

【化1】 SiO2 + 3C → SiC + 2COEmbedded image SiO 2 + 3C → SiC + 2CO

【0041】前記炭化ケイ素焼結体においては、炭化ケ
イ素焼結体中に含まれる炭化ケイ素に由来する炭素原子
及び非金属系焼結助剤に由来する炭素原子の合計が30
重量%を超え、40重量%以下であることが好ましい。
含有量が30重量%以下であると、焼結体中に含まれる
不純物の割合が多くなり、40重量%を超えると炭素含
有量が多くなり得られる焼結体の密度が低下し、焼結体
の強度、耐酸化性等の諸特性が悪化するため好ましくな
い。
In the silicon carbide sintered body, the total of carbon atoms derived from silicon carbide and carbon atoms derived from the nonmetallic sintering aid contained in the silicon carbide sintered body is 30.
It is preferable that the content is more than 40% by weight and more than 40% by weight.
When the content is 30% by weight or less, the proportion of impurities contained in the sintered body increases, and when the content exceeds 40% by weight, the carbon content increases, and the density of the obtained sintered body decreases. It is not preferable because various properties such as strength and oxidation resistance of the body deteriorate.

【0042】前記炭化ケイ素焼結体において、まず、炭
化ケイ素粉末と、非金属系焼結助剤とを均質に混合する
が、前述の如く、非金属系焼結助剤であるフェノール樹
脂をエチルアルコールなどの溶媒に溶解し、炭化ケイ素
粉末と十分に混合する。このとき、所望により窒素源を
添加する場合には、非金属系焼結助剤と共に添加するこ
とができる。
In the above-mentioned silicon carbide sintered body, first, silicon carbide powder and a nonmetallic sintering aid are mixed homogeneously. Dissolve in a solvent such as alcohol and mix well with silicon carbide powder. At this time, if desired, a nitrogen source can be added together with the nonmetallic sintering aid.

【0043】前記混合は、公知の混合手段、例えば、ミ
キサー、遊星ボールミルなどによって行うことができ
る。混合は、10〜30時間、特に、16〜24時間に
わたって行うことが好ましい。十分に混合した後は、溶
媒の物性に適合する温度、例えば、先に挙げたエチルア
ルコールの場合には50〜60℃の温度、で溶媒を除去
し、混合物を蒸発乾固させたのち、篩にかけて混合物の
原料粉体を得る。なお、高純度化の観点からは、ボール
ミル容器及びボールの材質を金属をなるべく含まない合
成樹脂にする必要がある。また、乾燥にあたっては、ス
プレードライヤーなどの造粒装置を用いてもよい。
The mixing can be performed by known mixing means, for example, a mixer, a planetary ball mill, or the like. The mixing is preferably performed for 10 to 30 hours, particularly for 16 to 24 hours. After thorough mixing, the solvent is removed at a temperature compatible with the physical properties of the solvent, for example, at a temperature of 50 to 60 ° C. in the case of the above-mentioned ethyl alcohol, and the mixture is evaporated to dryness, and then sieved. To obtain a raw material powder of the mixture. From the viewpoint of high purification, the material of the ball mill container and the balls needs to be a synthetic resin containing as little metal as possible. In drying, a granulator such as a spray dryer may be used.

【0044】前記焼結工程は、炭化ケイ素粉末の混合物
又は後述する成形工程により得られた炭化ケイ素粉末の
混合物の成形体を、成形金型中に配置し、温度2000
〜2400℃、圧力300〜700kgf/cm2 、非
酸化性雰囲気下でホットプレスして焼結を行うことが好
適である。
In the sintering step, a molded body of the mixture of the silicon carbide powder or the mixture of the silicon carbide powder obtained by the molding step described below is placed in a molding die, and the temperature is set to 2,000.
It is preferable to perform sintering by hot pressing in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 22400 ° C., a pressure of 300-700 kgf / cm 2 .

【0045】前記成形金型は、得られる焼結体の純度の
観点から、炭化ケイ素粉末の混合物又はその成形体と成
形金型の金属部とが直接接触しないように、成形金型の
一部又は全部に黒鉛製の材料を使用するか、成形金型内
にテフロンシート等を介在させることが好ましい。
From the viewpoint of the purity of the obtained sintered body, a part of the molding die is used so that the mixture of the silicon carbide powder or the molded body does not come into direct contact with the metal part of the molding die. Alternatively, it is preferable to use a material made entirely of graphite or to interpose a Teflon sheet or the like in a molding die.

【0046】前記ホットプレスの圧力は、300〜70
0kgf/cm2 の条件で加圧ことができるが、特に、
400kgf/cm2 以上の加圧した場合には、ここで
使用するホットプレス部品、例えば、ダイス、パンチ等
は耐圧性の良好なものを選択する必要がある。
The pressure of the hot press is 300-70.
Although pressure can be applied under the condition of 0 kgf / cm 2 ,
When a pressure of 400 kgf / cm 2 or more is applied, it is necessary to select a hot-pressed part used here, such as a die or a punch, having good pressure resistance.

【0047】前記ホットプレスは、ホットプレス前に以
下の条件で加熱、昇温工程を行って不純物を十分に除去
し、非金属系焼結助剤の炭化を完全に行わせしめた後、
前記条件で行うことが好適である。
In the hot press, prior to the hot press, a heating and heating step is performed under the following conditions to sufficiently remove impurities and to completely carbonize the nonmetallic sintering aid.
It is preferable to carry out under the above conditions.

【0048】前記加熱、昇温工程は、以下の2段階の第
1の加熱、昇温工程及び第2の加熱、昇温工程を行うこ
とが好ましい。第1の加熱、昇温工程は、まず、炉内を
真空下、室温から700℃に至るまで、緩やかに加熱す
る。ここで、高温炉の温度制御が困難な場合には、70
0℃まで昇温を連続的に行ってもよいが、好ましくは、
炉内を10-4torrにして、室温から200℃まで緩
やかに昇温し、該温度において一定時間保持する。その
後、さらに緩やかに昇温を続け、700℃まで加熱す
る。さらに700℃前後の温度にて一定時間保持する。
この第1の加熱、昇温工程において、吸着水分や有機溶
媒の脱離が行われ、さらに、非金属系焼結助剤の熱分解
による炭化が行われる。200℃前後或いは700℃前
後の温度に保持する時間は焼結体のサイズによって好適
な範囲が選択される。保持時間が十分であるか否かは真
空度の低下がある程度少なくなる時点をめやすにするこ
とができる。この段階で急激な加熱を行うと、不純物の
除去や非金属系焼結助剤の炭化が十分に行われず、成形
体に亀裂や空孔を生じさせる虞があるため好ましくな
い。
In the heating and temperature raising step, it is preferable to perform the following two steps of a first heating and temperature raising step and a second heating and temperature raising step. In the first heating and temperature raising step, first, the inside of the furnace is slowly heated from room temperature to 700 ° C. under vacuum. If it is difficult to control the temperature of the high-temperature furnace, 70
Although the temperature may be continuously raised to 0 ° C.,
The inside of the furnace is set to 10 -4 torr, the temperature is gradually raised from room temperature to 200 ° C., and the temperature is maintained for a certain time. Thereafter, the temperature is further gradually increased and heated to 700 ° C. Further, it is kept at a temperature of about 700 ° C. for a certain time.
In the first heating and temperature raising step, desorption of adsorbed moisture and organic solvent is performed, and further, carbonization by thermal decomposition of the nonmetallic sintering aid is performed. A suitable range of the time for maintaining the temperature at about 200 ° C. or about 700 ° C. is selected depending on the size of the sintered body. Whether the holding time is sufficient or not can be determined at a time when the decrease in the degree of vacuum is reduced to some extent. If rapid heating is performed at this stage, the removal of impurities and the carbonization of the nonmetallic sintering aid will not be sufficiently performed, which may cause cracks or voids in the molded product, which is not preferable.

【0049】前記第1の加熱、昇温工程として、1例を
挙げれば、5〜10g程度の試料に関しては、10-4
orrにして、室温から200℃まで緩やかに昇温し、
該温度において約30分間保持し、その後、さらに緩や
かに昇温を続け、700℃まで加熱するが、室温から7
00℃に至るまでの時間は6〜10時間程度、好ましく
は8時間前後である。さらに700℃前後の温度にて2
〜5時間程度保持することが好ましい。
In the first heating and heating step, for example, for a sample of about 5 to 10 g, 10 -4 t
orr, slowly raise the temperature from room temperature to 200 ° C,
The temperature is maintained for about 30 minutes, and then the temperature is further gradually increased and heated to 700 ° C.
The time required to reach 00 ° C. is about 6 to 10 hours, preferably about 8 hours. Further, at a temperature around 700 ° C, 2
It is preferable to hold for about 5 hours.

【0050】第2の加熱、昇温工程は、真空中で、さら
に700℃から1500℃に至るまで、前記の条件であ
れば6〜9時間ほどかけて昇温し、1500℃の温度で
1〜5時間ほど保持する。この第2の加熱、昇温工程で
は二酸化ケイ素、酸化ケイ素の還元反応が行われると考
えられる。ケイ素と結合した酸素を除去するため、この
還元反応を十分に完結させることが重要であり、150
0℃の温度における保持時間は、この還元反応による副
生物である一酸化炭素の発生が完了するまで、即ち、真
空度の低下が少なくなり、還元反応開始前の温度である
1300℃付近における真空度に回復するまで、行うこ
とが必要である。この第2の加熱、昇温工程における還
元反応により、炭化ケイ素粉体表面に付着して緻密化を
阻害し、大粒成長の原因となる二酸化ケイ素が除去され
る。この還元反応中に発生するSiO、COを含む気体
は不純物元素を伴っているが、真空ポンプによりこれら
の発生気体が反応炉へ絶えず排出され、除去されるた
め、高純度化の観点からもこの温度保持を十分に行うこ
とが好ましい。
In the second heating and temperature raising step, the temperature is raised from 700 ° C. to 1500 ° C. in vacuum for about 6 to 9 hours under the above-mentioned conditions. Hold for ~ 5 hours. It is considered that a reduction reaction of silicon dioxide and silicon oxide is performed in the second heating and temperature raising step. It is important to complete this reduction reaction sufficiently to remove oxygen bonded with silicon.
The holding time at the temperature of 0 ° C. is the time until the generation of carbon monoxide as a by-product by this reduction reaction is completed, that is, the degree of vacuum decreases little, and the vacuum at about 1300 ° C., which is the temperature before the start of the reduction reaction. It is necessary to do it until it recovers. By the reduction reaction in the second heating and temperature raising step, silicon dioxide which adheres to the surface of the silicon carbide powder and hinders densification and causes large grain growth is removed. The gas containing SiO and CO generated during this reduction reaction accompanies impurity elements, but since these generated gases are constantly discharged and removed by the vacuum pump from the reaction furnace, this gas is also required from the viewpoint of high purity. It is preferable to keep the temperature sufficiently.

【0051】前記加熱、昇温工程が終了した後に、高圧
ホットプレスを行うことが好ましい。温度が1500℃
より高温に上昇すると焼結が開始するが、その際、異常
粒成長を押さえるために300〜700kgf/cm2
程度までをめやすとして加圧を開始する。その後、炉内
を非酸化性雰囲気とするために不活性ガスを導入する。
この不活性ガスとしては、窒素あるいは、アルゴンなど
を用いるが、高温においても非反応性であることから、
アルゴンガスを用いることが好ましい。
After the heating and temperature raising steps are completed, it is preferable to perform a high-pressure hot press. Temperature is 1500 ° C
When the temperature rises to a higher temperature, sintering starts. At this time, 300 to 700 kgf / cm 2 is used to suppress abnormal grain growth.
Pressurization is started as a guide to the extent. Thereafter, an inert gas is introduced to make the inside of the furnace a non-oxidizing atmosphere.
As this inert gas, nitrogen or argon is used, but since it is non-reactive even at high temperatures,
It is preferable to use argon gas.

【0052】前記ホットプレスは、炉内を非酸化性雰囲
気とした後、温度を2000〜2400℃、圧力300
〜700kgf/cm2 となるように加熱、加圧をおこ
なう。プレス時の圧力は原料粉体の粒径によって選択す
ることができ、原料粉体の粒径が小さいものは加圧時の
圧力が比較的小さくても好適な焼結体が得られる。ま
た、ここで1500℃から最高温度である2000〜2
400℃までへの昇温は2〜4時間かけて行うが、焼結
は1850〜1900℃で急速に進行する。さらに、こ
の最高温度で1〜3時間保持し、焼結を完了する。
In the hot press, after the inside of the furnace is made a non-oxidizing atmosphere, the temperature is set to 2000 to 2400 ° C. and the pressure is set to 300.
Heating and pressurizing are performed so that the pressure becomes 700 kgf / cm 2 . The pressure at the time of pressing can be selected according to the particle size of the raw material powder. If the raw material powder has a small particle size, a suitable sintered body can be obtained even if the pressure at the time of pressing is relatively small. Also, here, the maximum temperature is from 1500 ° C. to 2000 to 2
The temperature rise to 400 ° C. takes 2-4 hours, while sintering proceeds rapidly at 1850-1900 ° C. Furthermore, the sintering is completed by holding at this maximum temperature for 1 to 3 hours.

【0053】前記最高温度が2000℃未満であると高
密度化が不十分となり、2400℃を超えると粉体若し
くは成形体原料が昇華(分解)する虞があるため好まし
くない。また、加圧条件が500kgf/cm2 未満で
あると高密度化が不十分となり、700kgf/cm2
を超えると黒鉛型などの成形型の破損の原因となり、製
造の効率から好ましくない。
If the maximum temperature is less than 2000 ° C., the densification will be insufficient, and if it exceeds 2400 ° C., the powder or the raw material of the compact will be undesirably sublimated (decomposed). On the other hand, if the pressing condition is less than 500 kgf / cm 2 , the densification becomes insufficient, and 700 kgf / cm 2
Exceeding the range causes breakage of a mold such as a graphite mold, which is not preferable in terms of manufacturing efficiency.

【0054】前記ホットプレスにおいても、得られる焼
結体の純度保持の観点から、ここで用いられる黒鉛型や
加熱炉の断熱材等は、高純度の黒鉛原料を用いることが
好ましく、黒鉛原料は高純度処理されたものが用いられ
るが、具体的には、2500℃以上の温度で予め十分ベ
ーキングされ、焼結温度で不純物の発生がないものが望
ましい。さらに、使用する不活性ガスについても、不純
物が少ない高純度品を使用することが好ましい。
Also in the hot press, from the viewpoint of maintaining the purity of the obtained sintered body, it is preferable to use a high-purity graphite raw material for the graphite mold and the heat insulating material of the heating furnace used here. A high-purity product is used. Specifically, it is desirable that the product be baked sufficiently at a temperature of 2500 ° C. or more and generate no impurities at the sintering temperature. Further, as for the inert gas used, it is preferable to use a high-purity product with few impurities.

【0055】前記焼結工程を行うことにより、優れた特
性を有する炭化ケイ素焼結体が得られるが、最終的に得
られる焼結体の高密度化の観点から、この焼結工程に先
立って以下に述べる成形工程を実施してもよい。以下に
この焼結工程に先立って行うことができる成形工程につ
いて説明する。ここで、成形工程とは、炭化ケイ素粉末
の混合物を成形金型内に配置し、80〜300℃の温度
範囲で、5〜60分間にわたり加熱、加圧して予め炭化
ケイ素粉末の混合物の成形体(以下、成形体ということ
がある。)を調整する工程である。ここで、炭化ケイ素
粉末の混合物の金型への充填は極力密に行うことが、最
終的な炭化ケイ素焼結体の高密度化の観点から好まし
い。この成形工程を行うと、ホットプレスのために試料
を充填する際に嵩のある炭化ケイ素粉末の混合物を予め
コンパクトにできるので、この成形工程を繰り返すこと
により厚みの大きい成形体を製造し易くなる。
By performing the sintering step, a silicon carbide sintered body having excellent characteristics can be obtained. However, from the viewpoint of increasing the density of the finally obtained sintered body, prior to the sintering step, The molding step described below may be performed. Hereinafter, a forming step which can be performed prior to the sintering step will be described. Here, the molding step means that a mixture of silicon carbide powder is placed in a molding die, heated at a temperature range of 80 to 300 ° C. for 5 to 60 minutes, and pressed to form a molded product of the mixture of silicon carbide powder in advance. (Hereinafter, may be referred to as a molded body). Here, it is preferable that the mixture of the silicon carbide powder is filled into the mold as closely as possible from the viewpoint of increasing the density of the final silicon carbide sintered body. When this molding step is performed, the mixture of bulky silicon carbide powder can be compacted in advance when the sample is filled for hot pressing, so that a molded article having a large thickness can be easily manufactured by repeating this molding step. .

【0056】前記加熱温度は、非金属系焼結助剤の特性
に応じて、80〜300℃、好ましくは120〜140
℃の範囲、圧力60〜100kgf/cm2 の範囲で、
充填された原料粉体の密度を1.5g/cm3 以上、好
ましくは、1.9g/cm3以上とするようにプレスし
て、加圧状態で5〜60分間、好ましくは20〜40分
間保持して炭化ケイ素粉末の混合物からなる成形体を得
る。ここで成形体の密度は、粉体の平均粒径が小さくな
る程高密度にしにくくなり、高密度化するためには成形
金型内に配置する際に振動充填等の方法をとることが好
ましい。具体的には、平均粒径が1μm程度の粉体では
密度が1.8g/cm3 以上、平均粒径が0.5μm程
度の粉体では密度が1.5g/cm3 以上であることが
より好ましい。それぞれの粒径において密度が1.5g
/cm3 又は1.8g/cm3 未満であると、最終的に
得られる焼結体の高密度化が困難となる。
The heating temperature is 80 to 300 ° C., preferably 120 to 140 ° C., depending on the characteristics of the nonmetallic sintering aid.
° C, pressure 60-60 kgf / cm 2 ,
It is pressed so that the density of the filled raw material powder is 1.5 g / cm 3 or more, preferably 1.9 g / cm 3 or more, and is pressed for 5 to 60 minutes, preferably 20 to 40 minutes. By holding, a molded body composed of a mixture of silicon carbide powder is obtained. Here, the density of the compact is difficult to increase as the average particle diameter of the powder becomes smaller, and it is preferable to adopt a method such as vibration filling when disposing the compact in a molding die in order to increase the density. . Specifically, the powder having an average particle diameter of about 1 μm has a density of 1.8 g / cm 3 or more, and the powder having an average particle diameter of about 0.5 μm has a density of 1.5 g / cm 3 or more. More preferred. 1.5g density for each particle size
/ Cm 3 or less than 1.8 g / cm 3 , it is difficult to increase the density of the finally obtained sintered body.

【0057】前記成形体は、次の焼結工程を行う前に、
予め用いるホットプレス型に適合するように切削加工を
行うことができる。好ましくは非金属系焼結助剤を表面
被覆した成形体を前記の温度2000〜2400℃、圧
力300〜700kgf/cm2 、非酸化性雰囲気下で
成形金型中に配置し、ホットプレスを行い即ち焼結工程
を行い、高密度、高純度の炭化ケイ素焼結体を得るもの
である。このとき、炭化ケイ素粉末中に、及び/又は非
金属系焼結助剤とともに、少なくとも500ppmの窒
素成分が含まれていれば、焼結後は炭化ケイ素焼結体中
に窒素がほぼ均一に200ppm程度固溶した、1Ω・
cm以下の体積抵抗率を有する炭化ケイ素焼結体が得ら
れる。
Before the next sintering step, the compact is
Cutting can be performed so as to be compatible with a hot press mold used in advance. Preferably, the molded body surface-coated with a nonmetallic sintering aid is placed in a molding die under the aforementioned temperature of 2000 to 2400 ° C., a pressure of 300 to 700 kgf / cm 2 , and a non-oxidizing atmosphere, and hot-pressed. That is, a sintering step is performed to obtain a silicon carbide sintered body of high density and high purity. At this time, if at least 500 ppm of a nitrogen component is contained in the silicon carbide powder and / or together with the nonmetallic sintering aid, nitrogen is substantially uniformly dispersed in the silicon carbide sintered body at 200 ppm after sintering. About 1Ω
Thus, a silicon carbide sintered body having a volume resistivity of at most cm is obtained.

【0058】以上の製造方法により得られた炭化ケイ素
焼結体は、十分に高密度化されており、密度は2.9g
/cm3 以上である。得られた焼結体の密度が2.9g
/cm3 未満であると、曲げ強度、破壊強度などの力学
的特性や電気的な物性が低下し、さらに、パーティクル
が増大し、汚染性が悪化するため好ましくない。炭化ケ
イ素焼結体の密度は、3.0g/cm3 以上であること
がより好ましい。
The silicon carbide sintered body obtained by the above manufacturing method is sufficiently densified, and has a density of 2.9 g.
/ Cm 3 or more. The density of the obtained sintered body is 2.9 g.
If it is less than / cm 3 , mechanical properties such as bending strength and breaking strength and electrical physical properties will be reduced, and particles will be increased, and contamination will be deteriorated. More preferably, the density of the silicon carbide sintered body is 3.0 g / cm 3 or more.

【0059】前記炭化ケイ素焼結体が多孔質体である
と、耐熱性、耐酸化性、耐薬品性や機械強度に劣る、洗
浄が困難である、微小割れが生じて微小片が汚染物質と
なる、ガス透過性を有する等の物性的に劣る点を有する
ことになり、用途が限定されるなどの問題点も生じてく
る。
When the silicon carbide sintered body is a porous body, it is inferior in heat resistance, oxidation resistance, chemical resistance and mechanical strength, is difficult to clean, has minute cracks, and minute pieces become pollutants. , And has poor physical properties such as having gas permeability, and also causes problems such as limited use.

【0060】前記炭化ケイ素焼結体の不純物元素の総含
有量は、好ましくは10ppm以下、さらに好ましくは
5ppm以下となるが、これらの化学的な分析による不
純物含有量は参考値としての意味を有するに過ぎない。
実用的には、不純物が均一に分布しているか、局所的に
偏在しているかによっても、評価が異なってくる。従っ
て、当業者は一般的に実用装置を用いて所定の加熱条件
のもとで不純物がどの程度炭化ケイ素焼結体を汚染する
かを種々の手段により評価している。なお、液状のケイ
素化合物と、非金属系焼結助剤と、重合又は架橋触媒
と、を均質に混合して得られた固形物を非酸化性雰囲気
下で加熱炭化した後、さらに、非酸化性雰囲気下で焼成
する焼成工程とを含む製造方法によれば、炭化ケイ素焼
結体に含まれる不純物元素の総含有量を10ppm以下
にすることができる。また、前記炭化ケイ素粉末を製造
する工程及び炭化ケイ素粉末から炭化ケイ素焼結体を製
造する工程に用いるケイ素源と非金属系焼結助剤、さら
に、非酸化性雰囲気とするために用いられる不活性ガ
ス、それぞれの純度は、各不純物元素含有量10ppm
以下、さらには500ppm以下であることが好ましい
が、加熱、焼結工程における純化の許容範囲内であれば
必ずしもこれに限定するものではない。なお、ここで不
純物元素とは、実質的にSi、C、O、N、ハロゲン、
及び希ガス以外の元素を示す。
The total content of impurity elements in the silicon carbide sintered body is preferably 10 ppm or less, more preferably 5 ppm or less, and the impurity content obtained by these chemical analyzes has a meaning as a reference value. It's just
Practically, the evaluation differs depending on whether the impurities are uniformly distributed or locally unevenly distributed. Therefore, those skilled in the art generally evaluate the extent to which impurities contaminate the silicon carbide sintered body under predetermined heating conditions by using various practical devices. The solid obtained by homogeneously mixing the liquid silicon compound, the nonmetallic sintering aid, and the polymerization or cross-linking catalyst was heated and carbonized in a non-oxidizing atmosphere, and then further subjected to non-oxidizing. According to the production method including the firing step of firing in a neutral atmosphere, the total content of the impurity elements contained in the silicon carbide sintered body can be reduced to 10 ppm or less. In addition, a silicon source and a nonmetallic sintering aid used in the step of producing the silicon carbide powder and the step of producing a silicon carbide sintered body from the silicon carbide powder, and a non-oxidizing atmosphere used for forming a non-oxidizing atmosphere. Active gas, each purity, each impurity element content 10ppm
Hereinafter, the content is more preferably 500 ppm or less, but is not necessarily limited to this as long as it is within an allowable range of purification in the heating and sintering steps. Here, the impurity element substantially means Si, C, O, N, halogen,
And elements other than noble gases.

【0061】前記炭化ケイ素焼結体は、非金属系焼結助
剤を用いて得られるため、密度2.9g/cm3 以上の
高密度品であり、良好な焼結をもって得られ、導電性を
発現する多結晶半導体となる傾向にある。即ち、電気伝
導に寄与する伝導電子は、粒界を挟んで炭化ケイ素結晶
間を流れるため、粒界相と炭化ケイ素の接合部も導電性
の発現に重要である。伝導電子の移動特性は、トンネル
伝導と熱励起伝導とに大別される。
Since the silicon carbide sintered body is obtained by using a nonmetallic sintering aid, it is a high-density product having a density of 2.9 g / cm 3 or more, is obtained with good sintering, and has a high conductivity. Tend to be a polycrystalline semiconductor that exhibits In other words, conduction electrons contributing to electric conduction flow between silicon carbide crystals with the grain boundaries interposed therebetween, and thus the junction between the grain boundary phase and silicon carbide is also important for the development of conductivity. The transfer characteristics of conduction electrons are roughly classified into tunnel conduction and thermally excited conduction.

【0062】前記炭化ケイ素焼結体は、窒素を含有する
場合、その含有量が好ましくは150ppm、さらに好
ましくは200ppmであり、安定性の観点から、窒素
は固溶状態で含まれることが好ましい。
When the silicon carbide sintered body contains nitrogen, its content is preferably 150 ppm, more preferably 200 ppm. From the viewpoint of stability, it is preferable that nitrogen is contained in a solid solution state.

【0063】前記炭化ケイ素焼結体は、窒素を150p
pm以上固溶状態で含有することにより粒界に生じる空
間電荷層のバリアが約0.15eV以下となるため、良
導電性が達成される。このときの炭化ケイ素焼結体の体
積抵抗率は100 Ω・cmを示す。窒素の含有量を20
0ppm以上にすると、粒界の空間電荷層のバリアが
0.026eV以下となり、常温(300K)でもこの
バリアを熱励起で飛び越えることができ熱励起伝導を発
現するのみならず、トンネル伝導も起こる。一般に半導
体の体積抵抗の温度依存性は、温度上昇に伴って減少し
た後(NTC領域)、上昇に転ずる(PTC領域)こと
が知られている。このとき、体積抵抗率の温度変化が小
さい程、通電発熱体として使用した場合の温度制御は容
易になる。ここで炭化ケイ素焼結体に含まれる窒素固溶
量が多い程、NTC領域とPTC領域の変局温度は低温
側へとシフトする。即ち、本発明の炭化ケイ素焼結体の
如く、窒素の含有量を150ppm以上、好ましくは2
00ppm以上とすることにより、体積抵抗率の変化が
最も大きい低温部におけるNTC領域を小さくすること
ができ、これにより、常温から高温までの温度変化によ
る体積抵抗率変化量を低減できる。
The silicon carbide sintered body contains 150 p
Since the barrier of the space charge layer generated at the grain boundary becomes about 0.15 eV or less when contained in a solid solution state of pm or more, good conductivity is achieved. The volume resistivity of the silicon carbide sintered body at this time indicates a 10 0 Ω · cm. Nitrogen content 20
When the concentration is 0 ppm or more, the barrier of the space charge layer at the grain boundary becomes 0.026 eV or less. Even at room temperature (300 K), this barrier can be jumped by thermal excitation, and not only thermal excitation conduction occurs but also tunnel conduction occurs. In general, it is known that the temperature dependence of the volume resistance of a semiconductor decreases with an increase in temperature (NTC region) and then starts to increase (PTC region). At this time, the smaller the temperature change of the volume resistivity, the easier the temperature control when used as a current-carrying heating element. Here, the greater the amount of nitrogen solid solution contained in the silicon carbide sintered body, the more the localization temperature of the NTC region and the PTC region shifts to a lower temperature side. That is, as in the silicon carbide sintered body of the present invention, the content of nitrogen is 150 ppm or more, preferably 2 ppm or more.
By setting the amount to 00 ppm or more, the NTC region in the low-temperature portion where the change in volume resistivity is the largest can be reduced, and thereby the amount of change in volume resistivity due to a temperature change from room temperature to high temperature can be reduced.

【0064】前記炭化ケイ素焼結体を製造する工程を経
て得られた炭化ケイ素焼結体を、所望の形状に加工し、
研削、研磨等の処理した後、前記炭化ケイ素焼結体を洗
浄する工程を行う。また、加工、研削、研磨の処理方法
としては、公知の方法を用いることができるが、窒素を
導入した場合、加工は放電加工が好適である。
The silicon carbide sintered body obtained through the step of manufacturing the silicon carbide sintered body is processed into a desired shape,
After processing such as grinding and polishing, a step of washing the silicon carbide sintered body is performed. In addition, as a processing method of machining, grinding, and polishing, a known method can be used. When nitrogen is introduced, electric discharge machining is preferable.

【0065】前記炭化ケイ素焼結体を洗浄する工程につ
いて詳しく説明する。前記炭化ケイ素焼結体を洗浄する
工程を行うことにより、表面及び表面近傍に存在する不
純物量が1.0×1011atom/cm2 未満、好まし
くは5.0×1010atom/cm2 未満、さらに好ま
しくは1.0×1010atom/cm 2 未満の炭化ケイ
素焼結体が簡易に得られる。
In the step of cleaning the silicon carbide sintered body,
And will be described in detail. Cleaning the silicon carbide sintered body
By performing the process, any defects existing on the surface and near the surface
1.0 × 1011atom / cmTwoLess than, preferred
Or 5.0 × 10Tenatom / cmTwoLess, even more preferred
Or 1.0 × 10Tenatom / cm TwoLess than silicon carbide
An elementary sintered body can be easily obtained.

【0066】前記炭化ケイ素焼結体を洗浄する工程は、
炭化ケイ素焼結体(以下、被洗浄体ということがあ
る。)を、準水系有機溶剤に浸漬する工程と、無機酸水
溶液に浸漬する工程と、純水に浸漬する工程と、で順次
処理する工程である。これらの工程を、この順番で行う
ことで、まず準水系有機溶剤により表面の有機物(例え
ば油膜、指紋、ワックス)が除去され、その上で無機酸
水溶液による表面及び表面近傍の金属元素を除去するこ
とが可能となる。また、アンモニウム水溶液に浸漬する
工程を、上記工程間に行うこと、用いた有機溶剤及びパ
ーティクルがより除去し易くなり好適である。
The step of cleaning the silicon carbide sintered body includes:
A silicon carbide sintered body (hereinafter, sometimes referred to as a body to be cleaned) is sequentially treated by a step of dipping in a semi-aqueous organic solvent, a step of dipping in an inorganic acid aqueous solution, and a step of dipping in pure water. It is a process. By performing these steps in this order, first, organic substances (eg, oil films, fingerprints, and waxes) on the surface are removed by the quasi-aqueous organic solvent, and then the metal elements on the surface and near the surface by the aqueous inorganic acid solution are removed. It becomes possible. In addition, it is preferable that the step of immersing in an aqueous ammonium solution is performed between the above steps, and that the used organic solvent and particles are more easily removed.

【0067】前記準水系有機溶剤に浸漬する工程は、炭
化ケイ素焼結体の表面及び表面近傍に付着した有機物を
除去する工程である。
The step of immersing in the quasi-aqueous organic solvent is a step of removing organic substances adhering to the surface and the vicinity of the surface of the silicon carbide sintered body.

【0068】前記準水系有機溶剤とは、水に可溶な有機
溶剤及びそれ自体が水に不溶であるが水による洗浄で容
易に除去できるものを示す。即ち、本発明において、準
水系有機溶剤とは、水に可溶なものの他、水不溶性溶剤
に親水性基を部分的に導入したもの、或いは予め界面活
性剤を添加したものも含む。前記準水系有機溶剤として
具体的には、石油系炭化水素、有機酸エステル、グリコ
ールエーテル、これらの混合溶剤、及びこれら溶剤或い
は混合溶剤と界面活性剤との混合物等が挙げられる。該
混合溶剤及び混合物としては、石油系炭化水素と有機酸
エステル又はグリコールエーテルとの混合溶剤、石油系
炭化水素と有機酸エステル又はグリコールエーテルと界
面活性剤との混合物、石油系炭化水素と界面活性剤との
混合物、有機エステルと界面活性剤との混合物等が挙げ
られる。
The quasi-aqueous organic solvent refers to an organic solvent that is soluble in water and a solvent that is insoluble in water but can be easily removed by washing with water. That is, in the present invention, the quasi-aqueous organic solvent includes those which are soluble in water, those in which a hydrophilic group is partially introduced into a water-insoluble solvent, and those in which a surfactant is added in advance. Specific examples of the quasi-aqueous organic solvent include petroleum hydrocarbons, organic acid esters, glycol ethers, mixed solvents thereof, and mixtures of these solvents or mixed solvents with surfactants. As the mixed solvent and the mixture, a mixed solvent of a petroleum hydrocarbon and an organic acid ester or glycol ether, a mixture of a petroleum hydrocarbon and an organic acid ester or glycol ether and a surfactant, a petroleum hydrocarbon and a surfactant And a mixture of an organic ester and a surfactant.

【0069】前記石油系炭化水素としては、ナフテンや
ヘキサンに代表される脂肪族炭化水素等が挙げられる。
Examples of the petroleum hydrocarbon include aliphatic hydrocarbons represented by naphthene and hexane.

【0070】前記有機酸エステルとしては、脂肪酸エス
テル(例えば、脂肪酸メチルエステル等)、グリセリン
エステル、ソルビタンエステル等が挙げられる。
Examples of the organic acid esters include fatty acid esters (for example, fatty acid methyl esters), glycerin esters, sorbitan esters and the like.

【0071】前記グリコールエーテルとしては、プロピ
レングリコールエーテル、プロピレングリコールメチル
エーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が
挙げられる。
Examples of the glycol ether include propylene glycol ether, propylene glycol methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and the like.

【0072】前記界面活性剤としては、所望の目的を果
たす界面活性剤ならば特に制限はないが、ポリオキシエ
チレン脂肪酸メチル、アルキルアミンオキサイド、ポリ
オキシアルキレングリコール、アルキルアミンのエチレ
ンオキシド或いはプロピレンオキシド付加体等のノニオ
ン系界面活性剤が好適である。
The surfactant is not particularly limited as long as it fulfills the desired purpose, but may be polyoxyethylene fatty acid methyl, alkylamine oxide, polyoxyalkylene glycol, or an ethylene oxide or propylene oxide adduct of alkylamine. And the like are preferable.

【0073】前記準水系有機溶剤に浸漬する工程におい
て、炭化ケイ素焼結体を浸漬する時間は、付着している
有機物の量や種類にもよるが、2分〜60分が好まし
く、10分〜30分がより好ましく、10分〜15分が
さらに好ましい。
In the step of dipping in the quasi-aqueous organic solvent, the time for dipping the silicon carbide sintered body depends on the amount and type of the organic substance adhered thereto, but is preferably 2 minutes to 60 minutes, and more preferably 10 minutes to 10 minutes. 30 minutes is more preferable, and 10 minutes to 15 minutes is still more preferable.

【0074】前記準水系有機溶剤に浸漬する工程におい
て、付着している有機物の溶解力を大きくする観点か
ら、50〜70℃に加熱して行うことが効果的である。
In the step of dipping in the quasi-aqueous organic solvent, it is effective to heat to 50 to 70 ° C. from the viewpoint of increasing the dissolving power of the attached organic substance.

【0075】前記無機酸水溶液に浸漬する工程は、炭化
ケイ素焼結体の表面及び表面近傍の金属不純物を除去す
る工程である。
The step of immersing in the inorganic acid aqueous solution is a step of removing metal impurities on the surface and near the surface of the silicon carbide sintered body.

【0076】前記無機酸水溶液としては、フッ化水素酸
水溶液、硝酸水溶液、硫酸水溶液、塩酸水溶液、過酸化
水素水、オゾン水及びこれらの混合酸水溶液が挙げられ
る。前記混合酸水溶液としては、フッ硝酸水溶液、フッ
硝酸と硫酸との混合酸水溶液、フッ酸と塩酸との混合酸
水溶液等が挙げられる。
Examples of the inorganic acid aqueous solution include a hydrofluoric acid aqueous solution, a nitric acid aqueous solution, a sulfuric acid aqueous solution, a hydrochloric acid aqueous solution, a hydrogen peroxide solution, an ozone water, and a mixed acid aqueous solution thereof. Examples of the mixed acid aqueous solution include a hydrofluoric nitric acid aqueous solution, a mixed acid aqueous solution of hydrofluoric nitric acid and sulfuric acid, and a mixed acid aqueous solution of hydrofluoric acid and hydrochloric acid.

【0077】前記無機酸水溶液の濃度としては、0.3
〜68重量%が好ましく、1〜40重量%がより好まし
く、5〜10重量%がさらに好ましい。この濃度が0.
3重量%未満であると、金属不純物除去効果が不十分と
なることがあり、68重量%を超えると、被洗浄物表面
の粗度を低下させることがある。
The concentration of the aqueous inorganic acid solution is 0.3
The content is preferably from 68 to 68% by weight, more preferably from 1 to 40% by weight, still more preferably from 5 to 10% by weight. This concentration is 0.
If it is less than 3% by weight, the effect of removing metal impurities may be insufficient. If it exceeds 68% by weight, the roughness of the surface of the object to be cleaned may be reduced.

【0078】前記無機酸水溶液は、一旦溶出した金属イ
オンの再付着を防止する目的で、ノニオン系界面活性剤
を添加してもよい。該ノニオン系界面活性剤としては、
前記挙げたものと同様である。
To the inorganic acid aqueous solution, a nonionic surfactant may be added for the purpose of preventing reattachment of the metal ions once eluted. As the nonionic surfactant,
The same is as described above.

【0079】前記無機酸水溶液に浸漬する工程におい
て、炭化ケイ素焼結体を浸漬する時間は、5分〜120
分が好ましく、10分〜60分がより好ましく、20分
〜30分がさらに好ましい。
In the step of dipping in the inorganic acid aqueous solution, the time for dipping the silicon carbide sintered body is from 5 minutes to 120 minutes.
Minutes, more preferably 10 minutes to 60 minutes, even more preferably 20 minutes to 30 minutes.

【0080】前記純水に浸漬する工程は、前記洗浄工程
の各工程で使用した溶剤、水溶液によって炭化ケイ素焼
結体の表面及び表面近傍に付着した残留成分を除去する
工程である。
The step of immersion in the pure water is a step of removing residual components attached to the surface and the vicinity of the surface of the silicon carbide sintered body by using the solvent and the aqueous solution used in each step of the cleaning step.

【0081】前記純水としては、純度が100ppt以
下のレベルで、且つ比抵抗が16〜18MΩのものが好
ましく、純度が10ppt未満のものであればより好ま
しい。
The pure water preferably has a purity of 100 ppt or less and a specific resistance of 16 to 18 MΩ, and more preferably has a purity of less than 10 ppt.

【0082】前記純水に浸漬する工程は、常に新液によ
って洗浄されるように、オーバーフロー方式で行うこと
が好適である。
The step of immersing in the pure water is preferably performed by an overflow method so that the step of immersion is always performed with a new solution.

【0083】前記アンモニウム水溶液に浸漬する工程
は、炭化ケイ素焼結体の表面及び表面近傍に微量に付着
していると推測される前工程の有機溶剤をその界面活性
効果で除去する、及びパーティクルを除去する工程であ
る。
In the step of immersing in the aqueous ammonium solution, the organic solvent in the previous step, which is presumed to be attached in a minute amount on the surface of the silicon carbide sintered body and in the vicinity of the surface, is removed by the surface active effect, and particles are removed. This is the step of removing.

【0084】前記アンモニウム水溶液としては、アルキ
ルアミンオキサイドやアルキルアミン等のエチレンオキ
シド或いはプロピレンオキシド付加重合体の水溶液、ハ
ロゲン化テトラアルキルアンモニウム(例えば、ハロゲ
ン化テトラメチルアンモニウム等)や過塩素酸テトラア
ルキルアンモニウム等の4級アンモニウム塩の水溶液、
アンモニア水、及びこれらと過酸化水素水との混合水溶
液等が挙げられる。これらの中でもハロゲン化テトラア
ルキルアンモニウムや過塩素酸テトラアルキルアンモニ
ウム等の4級アンモニウム塩水溶液、アンモニア水が好
ましい。
Examples of the aqueous ammonium solution include aqueous solutions of ethylene oxide or propylene oxide addition polymers such as alkylamine oxides and alkylamines, and tetraalkylammonium halides (eg, tetramethylammonium halide) and tetraalkylammonium perchlorates. An aqueous solution of a quaternary ammonium salt of
Ammonia water, and a mixed aqueous solution of these and hydrogen peroxide water, and the like can be given. Of these, aqueous quaternary ammonium salts such as tetraalkylammonium halides and tetraalkylammonium perchlorates, and aqueous ammonia are preferred.

【0085】前記アンモニウム水溶液は、種類等によっ
て異なるが、通常は表面張力が25〜35dyne/c
mのものを用いるのが好適である。
The aqueous ammonium solution varies depending on the type and the like, but usually has a surface tension of 25 to 35 dyne / c.
It is preferable to use m.

【0086】前記アンモニウム水溶液は、1種単独で用
いてもよいし、2種以上併用してもよい。
The ammonium aqueous solution may be used alone or in combination of two or more.

【0087】前記アンモニウム水溶液に浸漬する工程に
おいて、炭化ケイ素焼結体を浸漬する時間は、5分〜1
20分が好ましく、10分〜60分がより好ましく、2
0分〜30分がさらに好ましい。
In the step of dipping in the ammonium aqueous solution, the time for dipping the silicon carbide sintered body is from 5 minutes to 1 minute.
20 minutes are preferable, 10 minutes to 60 minutes are more preferable, and 2 minutes
0 to 30 minutes is more preferable.

【0088】前記洗浄工程において、被洗浄物に物理的
な振動を与えることでの表面及び表面近傍に存在する不
純物がより溶解し易くなる観点から、前記洗浄工程の各
工程の少なくとも1つの工程は、水溶液に超音波振動を
照射しながら行うことが好適であり、被洗浄物を振動さ
せながら或いは超音波周波数をスイープさせながら行っ
てもよい。これは、特に無機酸水溶液に浸漬する工程で
行うと効果的である。
In the cleaning step, at least one of the cleaning steps is performed from the viewpoint that impurities present on the surface and near the surface are more easily dissolved by applying physical vibration to the object to be cleaned. It is preferable that the cleaning is performed while irradiating the aqueous solution with ultrasonic vibration, and the cleaning may be performed while vibrating the object to be cleaned or sweeping the ultrasonic frequency. This is particularly effective when performed in a step of dipping in an aqueous solution of an inorganic acid.

【0089】前記洗浄工程は、各種不純物、付着物の溶
解能を向上させるため、前記各工程の少なくとも1つの
工程の溶剤又は水溶液の温度を、好ましくは30℃以
上、さらに好ましくは40℃以上、特に好ましくは50
℃以上にして行うことが好適である。この温度の上限
は、用いる溶剤、水溶液の沸点以下である。これは、特
に準水系有機溶剤に浸漬する工程で行うと効果的であ
る。
In the washing step, the temperature of the solvent or aqueous solution in at least one of the above steps is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, in order to improve the dissolving ability of various impurities and deposits. Particularly preferably 50
It is preferable to carry out the reaction at a temperature of not less than ° C. The upper limit of this temperature is equal to or lower than the boiling point of the solvent or aqueous solution used. This is particularly effective when performed in a step of immersion in a quasi-aqueous organic solvent.

【0090】前記洗浄工程は、各工程間に、洗浄水に浸
漬する工程を行ってもよい。この洗浄水に浸漬する工程
を行うと、例えば、準水系有機溶剤に浸漬する工程で、
被洗浄体に付着した溶剤を簡単に洗い流すことにより、
次に行う工程の水溶液を汚染し難くなる。
In the washing step, a step of dipping in washing water may be performed between each step. When performing the step of immersing in the washing water, for example, in the step of immersing in a semi-aqueous organic solvent,
By easily washing away the solvent attached to the object to be cleaned,
The aqueous solution in the next step is less likely to be contaminated.

【0091】前記洗浄水としては、前記純水、蒸留水、
イオン交換水等挙げられるが、洗浄水に浸漬する工程に
よる被洗浄体の逆汚染を防止する観点から、前記純水が
好ましい。
As the washing water, pure water, distilled water,
Ion-exchanged water and the like can be mentioned, but from the viewpoint of preventing reverse contamination of the object to be cleaned in the step of immersing in cleaning water, the pure water is preferable.

【0092】前記洗浄水に浸漬する工程において、炭化
ケイ素焼結体を浸漬する時間は、2分〜60分が好まし
く、5分〜30分がより好ましく、10分〜20分がさ
らに好ましい。
In the step of dipping in the washing water, the time for dipping the silicon carbide sintered body is preferably 2 minutes to 60 minutes, more preferably 5 minutes to 30 minutes, and further preferably 10 minutes to 20 minutes.

【0093】前記洗浄水に浸漬する工程は、常に新液に
よって洗浄されるように、オーバーフロー方式で行って
もよい。
The step of immersion in the washing water may be performed by an overflow method so that the washing is always performed with the new solution.

【0094】前記炭化ケイ素焼結体を洗浄する工程に用
いられる装置及び器具としては、耐薬品性に優れる塩化
ビニル(PVC)製が好適であり、特に高純度化処理さ
れたPVCが好適である。超音波発生装置、及びヒータ
ー等は、その表面にテフロン加工を施したものが好適で
ある。
As the apparatus and equipment used in the step of cleaning the silicon carbide sintered body, polyvinyl chloride (PVC), which is excellent in chemical resistance, is preferable, and particularly, highly purified PVC is preferable. . The ultrasonic generator, the heater, and the like are preferably those whose surfaces are subjected to Teflon processing.

【0095】以上の炭化ケイ素焼結体を製造する工程及
び炭化ケイ素焼結体を洗浄する工程を含む製造方法によ
り得られた炭化ケイ素焼結体は、高密度であり、且つ表
面及び表面近傍に存在する不純物が少ないため、半導体
各種部材及び電子部品等に好適に使用することができ
る。半導体各種部材としては、ダミーウエハ、ヒータ
ー、プラズマエッチング電極、イオン注入装置ターゲッ
ト等の高純度及びパーティクルフリーが望まれる部材が
挙げられる。
The silicon carbide sintered body obtained by the above-described manufacturing method including the step of manufacturing the silicon carbide sintered body and the step of cleaning the silicon carbide sintered body has a high density, Since there are few impurities, it can be suitably used for various semiconductor members and electronic components. Examples of various semiconductor members include members for which high purity and particle free are desired, such as a dummy wafer, a heater, a plasma etching electrode, and an ion implanter target.

【0096】[0096]

【実施例】以下に、本発明の実施例を示すが、本発明
は、これら実施例に何ら制限されない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

【0097】〔実施例1〕 (炭化ケイ素焼結体の製造)アミンを含むレゾール型フ
ェノール樹脂(熱分解後の残炭率50%)6gと平均粒
子径0.5μmで1つの粒度分布極大値を有する高純度
n型β−炭化ケイ素粉末94gをエタノールあるいはア
セトン溶媒50g中で湿式ボールミル混合した後、乾燥
し、直径20mm、厚さ10mmの円柱状に成形した。
この成形体に含まれるフェノール樹脂量及びアミン量は
それぞれ6wt%及び0.1wt%であった。この成形
体をホットプレス法により700kgf/cm2 の圧力
下、アルゴンガス雰囲気下にて2300℃の温度で3時
間焼結して炭化ケイ素焼結体を製造した。
Example 1 (Production of Sintered Silicon Carbide) Resol type phenol resin containing amine (residual carbon ratio after thermal decomposition: 50%), 6 g and one particle size distribution maximum value with an average particle size of 0.5 μm Was mixed in a wet ball mill in 50 g of ethanol or acetone solvent, dried, and formed into a cylindrical shape having a diameter of 20 mm and a thickness of 10 mm.
The amount of the phenol resin and the amount of the amine contained in the molded product were 6 wt% and 0.1 wt%, respectively. This compact was sintered by a hot press method under a pressure of 700 kgf / cm 2 under an argon gas atmosphere at a temperature of 2300 ° C. for 3 hours to produce a silicon carbide sintered body.

【0098】(炭化ケイ素焼結体の加工)得られた炭化
ケイ素焼結体を、40×40×2tの平板に加工し、片
面に粗面研磨、もう一方の面に鏡面研磨を行った。な
お、この加工した炭化ケイ素焼結体の表面清浄度(不純
物付着量)は、1×1013〜1×1016atoms/c
2であった。また、得られた炭化ケイ素焼結体の密度
は3.13g/cm3 (JIS R1634で測定)、
不純物の総含有量は3.5ppm(ICP−MS等で測
定)であった。なお、ここでいう不純物の総含有量は、
表面及び表面近傍の不純物を含まない。
(Processing of Silicon Carbide Sintered Body) The obtained silicon carbide sintered body was processed into a 40 × 40 × 2 t flat plate, and one surface was polished with a rough surface, and the other surface was polished with a mirror surface. In addition, the surface cleanliness (impurity adhesion amount) of the processed silicon carbide sintered body is 1 × 10 13 to 1 × 10 16 atoms / c.
m 2 . The density of the obtained silicon carbide sintered body was 3.13 g / cm 3 (measured according to JIS R1634).
The total content of impurities was 3.5 ppm (measured by ICP-MS or the like). The total content of impurities referred to here is
Does not contain impurities on or near the surface.

【0099】(炭化ケイ素焼結体の洗浄)加工した炭化
ケイ素焼結体を、準水系有機溶剤(石油系炭化水素、有
機酸エステル及びノニオン系界面活性剤の混合溶剤)の
原液に、50℃で超音波(100V−26±2kHz)
を照射しながら15分浸漬し、水濯ぎを行い、次にフッ
硝酸水溶液(38%フッ酸:68%硝酸:水=1:1:
20)に30分浸漬し、さらに純水に浸漬することによ
り、実施例1の炭化ケイ素焼結体を得た。
(Washing of Silicon Carbide Sintered Body) A processed silicon carbide sintered body was added to a stock solution of a semi-aqueous organic solvent (mixed solvent of petroleum hydrocarbon, organic acid ester and nonionic surfactant) at 50 ° C. Ultrasonic at (100V-26 ± 2kHz)
Immersion for 15 minutes while irradiating with water, rinsing with water, and then fluoric nitric acid aqueous solution (38% hydrofluoric acid: 68% nitric acid: water = 1: 1:
20), and then immersed in pure water to obtain a silicon carbide sintered body of Example 1.

【0100】(評価)得られた実施例1の炭化ケイ素焼
結体の表面清浄度(不純物量)を測定した。炭化ケイ素
焼結体の表面清浄度は、8×109 〜1×1011ato
ms/cm2であり、詳しくは表1に示す。また、上記
各処理は、準水系有機溶剤に浸漬する処理以外は、水溶
液の温度を、常温にして行った。なお、表面清浄度の測
定は、以下の通り行った。
(Evaluation) The surface cleanliness (impurity amount) of the obtained silicon carbide sintered body of Example 1 was measured. The surface cleanliness of the silicon carbide sintered body is from 8 × 10 9 to 1 × 10 11 at.
ms / cm 2 , and details are shown in Table 1. In addition, each of the above treatments was carried out at a normal temperature of the aqueous solution except for the treatment of immersion in the semi-aqueous organic solvent. The measurement of surface cleanliness was performed as follows.

【0101】(表面清浄度(不純物量)の測定)表面清
浄度(不純物量)の測定は、軽元素(B、Na、Al)
は、フッ硝酸及び硝酸を各1%含む水溶液を用いて炭化
ケイ素焼結体表面を洗い流して不純物を抽出し、この水
溶液をICP−MS(「Inductively Co
upled Plasma Mass Spectro
meter(誘導結合プラズマ質量分析装置)」)で分
析した。その他の元素は、純水水溶液に浸漬、乾燥した
後、TXRF(「Total Reflection
X−Ray Fluorescencemeter(全
反射蛍光X線分析装置)」)で分析した。なお、TXR
Fで分析する際、シリコンにおける相対感度係数を使用
した。また、ICP−MS分析値とTXRF分析値とが
ほぼ等しいことは、K、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn
の分析値で確認している。
(Measurement of surface cleanliness (impurity amount)) The measurement of surface cleanliness (impurity amount) was carried out using light elements (B, Na, Al).
Discloses a method for washing impurities on a surface of a silicon carbide sintered body using an aqueous solution containing hydrofluoric nitric acid and nitric acid at a concentration of 1% to extract impurities.
coupled Plasma Mass Spectro
meter (inductively coupled plasma mass spectrometer) "). Other elements are immersed in a pure water solution and dried, and then subjected to TXRF (“Total Reflection”).
X-Ray Fluorescence meter (total reflection X-ray fluorescence spectrometer) "). Note that TXR
When analyzing in F, the relative sensitivity coefficient in silicon was used. In addition, the fact that the ICP-MS analysis value and the TXRF analysis value are substantially equal indicates that K, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn
Confirmed by the analysis value.

【0102】〔実施例2〕実施例1の炭化ケイ素焼結体
の洗浄に代えて、加工した炭化ケイ素焼結体を、グリコ
ールエーテルに20分浸漬し、4級アンモニウム塩水溶
液に30分浸漬し、フッ硝酸水溶液(38%フッ酸:6
8%硝酸:水=1:1:20)に30分浸漬し、さらに
純水に浸漬した以外は、実施例1と同様に実施例2の炭
化ケイ素焼結体を得た。 (評価)得られた実施例2の炭化ケイ素焼結体の表面清
浄度を測定した。炭化ケイ素焼結体の表面清浄度は、8
×109 〜9×1010atoms/cm2 であり、詳し
くは表1に示す。また、上記各処理は、溶剤、水溶液の
温度を、常温にして行った。
[Example 2] Instead of washing the silicon carbide sintered body of Example 1, the processed silicon carbide sintered body was immersed in glycol ether for 20 minutes and immersed in a quaternary ammonium salt aqueous solution for 30 minutes. , Hydrofluoric acid aqueous solution (38% hydrofluoric acid: 6
(8% nitric acid: water = 1: 1: 20) for 30 minutes, and a silicon carbide sintered body of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicon carbide was further immersed in pure water. (Evaluation) The surface cleanliness of the obtained silicon carbide sintered body of Example 2 was measured. The surface cleanliness of the silicon carbide sintered body is 8
× 10 9 to 9 × 10 10 atoms / cm 2 , and details are shown in Table 1. In addition, each of the above treatments was performed with the temperature of the solvent and the aqueous solution at room temperature.

【0103】〔実施例3〕実施例1の炭化ケイ素焼結体
の洗浄において、各処理で超音波(100V−26±2
kHz)を照射した以外は、実施例1同様に実施例3の
炭化ケイ素焼結体を得た。 (評価)得られた実施例3の炭化ケイ素焼結体の表面清
浄度を測定した。炭化ケイ素焼結体の表面清浄度は、8
×109 〜9×1010atoms/cm2 であり、詳し
くは表1に示す。
Example 3 In the cleaning of the silicon carbide sintered body of Example 1, ultrasonic waves (100 V-26 ± 2
kHz) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicon carbide sintered body of Example 3 was irradiated. (Evaluation) The surface cleanliness of the obtained silicon carbide sintered body of Example 3 was measured. The surface cleanliness of the silicon carbide sintered body is 8
× 10 9 to 9 × 10 10 atoms / cm 2 , and details are shown in Table 1.

【0104】〔実施例4〕実施例1の炭化ケイ素焼結体
の洗浄において、各処理で溶剤、水溶液の温度を、70
℃にした以外は、実施例1同様に実施例4の炭化ケイ素
焼結体を得た。 (評価)得られた実施例4の炭化ケイ素焼結体の表面清
浄度を測定した。炭化ケイ素焼結体の表面清浄度は、8
×109 〜1×1011atoms/cm2 未満であり、
詳しくは表1に示す。
Example 4 In cleaning the silicon carbide sintered body of Example 1, the temperature of the solvent and the aqueous solution was set to 70 in each treatment.
A silicon carbide sintered body of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to ° C. (Evaluation) The surface cleanliness of the obtained silicon carbide sintered body of Example 4 was measured. The surface cleanliness of the silicon carbide sintered body is 8
× 10 9 to less than 1 × 10 11 atoms / cm 2 ,
Details are shown in Table 1.

【0105】〔実施例5〕実施例1の炭化ケイ素焼結体
の洗浄に変えて、加工した炭化ケイ素焼結体を、準水系
有機溶剤(石油系炭化水素、有機酸エステル及びノニオ
ン系界面活性剤の混合溶剤)の原液に、50℃で超音波
(100V−26±2kHz)を照射しながら15分浸
漬し、4級アンモニウム塩水溶液に30分浸漬し、フッ
酸/硝酸/硫酸水溶液(38%フッ酸:68%硝酸:9
8%硫酸:水=1:1:1:20)に30分浸漬し、さ
らに純水に浸漬した以外は、実施例1と同様に実施例5
の炭化ケイ素焼結体を得た。なお、上記各処理は、準水
系有機溶剤に浸漬する処理以外は、水溶液の温度を、常
温にして行った。 (評価)得られた実施例5の炭化ケイ素焼結体の表面清
浄度を測定した。炭化ケイ素焼結体の表面清浄度は、4
×109 〜9×1010atoms/cm2 未満であり、
ここで得られたZn及びCrの分析値はTXRFの検出
下限値である。詳しくは表1に示す。
Example 5 Instead of washing the silicon carbide sintered body of Example 1, the processed silicon carbide sintered body was replaced with a semi-aqueous organic solvent (a petroleum hydrocarbon, an organic acid ester and a nonionic surfactant). Immersion for 15 minutes at 50 ° C. while irradiating ultrasonic waves (100 V-26 ± 2 kHz) at 50 ° C., immersion for 30 minutes in quaternary ammonium salt aqueous solution, and hydrofluoric acid / nitric acid / sulfuric acid aqueous solution (38 % Hydrofluoric acid: 68% nitric acid: 9
8% sulfuric acid: water = 1: 1: 1: 20) for 30 minutes, and then immersed in pure water in the same manner as in Example 1 except that the sample was immersed in pure water.
Was obtained. The above treatments were carried out with the temperature of the aqueous solution at normal temperature except for the treatment of immersion in the semi-aqueous organic solvent. (Evaluation) The surface cleanliness of the obtained silicon carbide sintered body of Example 5 was measured. The surface cleanliness of the silicon carbide sintered body is 4
× 10 9 to less than 9 × 10 10 atoms / cm 2 ,
The analysis values of Zn and Cr obtained here are the lower detection limits of TXRF. Details are shown in Table 1.

【0106】〔比較例1〕実施例1の炭化ケイ素焼結体
の洗浄において、フッ硝酸水溶液に浸漬しない以外は、
実施例1と同様に比較例1の炭化ケイ素焼結体を得た。 (評価)得られた比較例1の炭化ケイ素焼結体の表面清
浄度を測定した。炭化ケイ素焼結体の表面清浄度は、1
×1011〜1×1015atoms/cm2 未満であり、
詳しくは表1に示す。
Comparative Example 1 In cleaning the silicon carbide sintered body of Example 1, except that it was not immersed in an aqueous solution of hydrofluoric / nitric acid,
In the same manner as in Example 1, a silicon carbide sintered body of Comparative Example 1 was obtained. (Evaluation) The surface cleanliness of the obtained silicon carbide sintered body of Comparative Example 1 was measured. The surface cleanliness of the silicon carbide sintered body is 1
× 10 11 to less than 1 × 10 15 atoms / cm 2 ,
Details are shown in Table 1.

【0107】〔比較例2〕実施例1の炭化ケイ素焼結体
の洗浄において、準水系有機溶剤に浸漬しない以外は、
実施例1と同様に比較例2の炭化ケイ素焼結体を得た。 (評価)得られた比較例2の炭化ケイ素焼結体の表面清
浄度を測定した。炭化ケイ素焼結体の表面清浄度は、1
×1010〜1×1014atoms/cm2 未満であり、
詳しくは表1に示す。
[Comparative Example 2] In cleaning the silicon carbide sintered body of Example 1, except that the silicon carbide sintered body was not immersed in a quasi-aqueous organic solvent.
In the same manner as in Example 1, a silicon carbide sintered body of Comparative Example 2 was obtained. (Evaluation) The surface cleanliness of the obtained silicon carbide sintered body of Comparative Example 2 was measured. The surface cleanliness of the silicon carbide sintered body is 1
Less than × 10 10 to 1 × 10 14 atoms / cm 2 ,
Details are shown in Table 1.

【0108】[0108]

【表1】 [Table 1]

【0109】実施例1〜5及び比較例1〜2より、本発
明の炭化ケイ素焼結体は、半導体各種部材及び電子部材
に応用可能な、1×1011atoms/cm2 未満のレ
ベルの表面清浄度であり、高密度、高純度であることが
わかる。
From Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the silicon carbide sintered body of the present invention has a surface of less than 1 × 10 11 atoms / cm 2 applicable to various semiconductor members and electronic members. It is clear that it is clean, high density and high purity.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上により、本発明は、高密度であり、
且つ表面及び表面近傍に存在する有機及び無機不純物の
少ない炭化ケイ素焼結体を提供することができる。
As described above, the present invention has a high density,
In addition, it is possible to provide a silicon carbide sintered body with few organic and inorganic impurities existing on and near the surface.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化ケイ素焼結体の表面及び表面近傍に
存在する不純物量が1.0×1011atom/cm2
満であり、密度が2.9g/cm2 以上であることを特
徴とする炭化ケイ素焼結体。
1. The method according to claim 1, wherein the amount of impurities present on the surface and in the vicinity of the surface of the silicon carbide sintered body is less than 1.0 × 10 11 atoms / cm 2 , and the density is 2.9 g / cm 2 or more. Silicon carbide sintered body.
【請求項2】 炭化ケイ素焼結体の不純物元素の総含有
量が10ppm以下であることを特徴とする請求項1に
記載の炭化ケイ素焼結体。
2. The silicon carbide sintered body according to claim 1, wherein the total content of impurity elements in the silicon carbide sintered body is 10 ppm or less.
【請求項3】 炭化ケイ素粉末と非金属系焼結助剤との
混合物を、温度2000〜2400℃、圧力300〜7
00kg/cm2 、非酸化性雰囲気下でホットプレスす
る焼結工程と、該焼結工程を経た炭化ケイ素焼結体を湿
式洗浄する洗浄工程と、を含む製造方法から得られるこ
と特徴とする請求項1又は2に記載の炭化ケイ素焼結
体。
3. A mixture of a silicon carbide powder and a non-metallic sintering aid at a temperature of 2000 to 2400 ° C. and a pressure of 300 to 7
00kg / cm 2, a non-oxidizing atmosphere and a sintering step of hot pressing, the claims, wherein it obtained from the production method comprising a cleaning step of wet cleaning a silicon carbide sintered body through the sinter process Item 3. The silicon carbide sintered body according to item 1 or 2.
JP34870098A 1998-12-08 1998-12-08 Method for producing sintered silicon carbide Expired - Lifetime JP4437847B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34870098A JP4437847B2 (en) 1998-12-08 1998-12-08 Method for producing sintered silicon carbide
US09/449,764 US6419757B2 (en) 1998-12-08 1999-11-26 Method for cleaning sintered silicon carbide in wet condition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34870098A JP4437847B2 (en) 1998-12-08 1998-12-08 Method for producing sintered silicon carbide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000169246A true JP2000169246A (en) 2000-06-20
JP4437847B2 JP4437847B2 (en) 2010-03-24

Family

ID=18398779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34870098A Expired - Lifetime JP4437847B2 (en) 1998-12-08 1998-12-08 Method for producing sintered silicon carbide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4437847B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6562492B1 (en) 1998-12-22 2003-05-13 Bridgestone Corporation Laminated structure, and manufacturing method thereof
US6746776B1 (en) 1998-12-22 2004-06-08 Bridgestone Corporation Laminated structure, and manufacturing method thereof
JP2008508176A (en) * 2004-07-27 2008-03-21 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド Method for purifying silicon carbide structure
JP2010013331A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Bridgestone Corp Purification method of ceramic member and manufacturing method of very pure ceramic member
KR20230079669A (en) * 2021-11-29 2023-06-07 주식회사 케이텍 A method for manufacturing Silicon Carbide Powder with High Purity

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9353014B2 (en) 2013-07-01 2016-05-31 Dale Adams Process for sintering silicon carbide
US9556073B2 (en) 2013-07-01 2017-01-31 Dale Adams Process for sintering silicon carbide

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6562492B1 (en) 1998-12-22 2003-05-13 Bridgestone Corporation Laminated structure, and manufacturing method thereof
US6746776B1 (en) 1998-12-22 2004-06-08 Bridgestone Corporation Laminated structure, and manufacturing method thereof
JP2008508176A (en) * 2004-07-27 2008-03-21 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド Method for purifying silicon carbide structure
JP2010013331A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Bridgestone Corp Purification method of ceramic member and manufacturing method of very pure ceramic member
KR20230079669A (en) * 2021-11-29 2023-06-07 주식회사 케이텍 A method for manufacturing Silicon Carbide Powder with High Purity
KR102664079B1 (en) 2021-11-29 2024-05-08 주식회사 케이텍 A method for manufacturing Silicon Carbide Powder with High Purity

Also Published As

Publication number Publication date
JP4437847B2 (en) 2010-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4086936B2 (en) Dummy wafer
EP0792853B1 (en) Process for making a silicon carbide sintered body
US6419757B2 (en) Method for cleaning sintered silicon carbide in wet condition
JP4012287B2 (en) Sputtering target panel
JP4290551B2 (en) Method for manufacturing sintered silicon carbide jig
JP4437847B2 (en) Method for producing sintered silicon carbide
JPH1167427A (en) Heater component
JP4390872B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus member and method for manufacturing semiconductor manufacturing apparatus member
JP2007217215A (en) Silicon carbide sintered compact tool used for manufacturing semiconductor, and method of manufacturing the same
WO2006057404A1 (en) Heater unit
JP2005039212A (en) Dummy wafer and manufacturing method therefor
JPH1179840A (en) Silicon carbide sintered compact
JP4491080B2 (en) Method for producing sintered silicon carbide
JP4198349B2 (en) Cleaning method for sintered silicon carbide
JP4450473B2 (en) Cleaning container
JPH1179843A (en) Production of silicon carbide structure and silicon carbide structure obtained by the same production
JPH10101432A (en) Part for dry etching device
JP4002325B2 (en) Method for producing sintered silicon carbide
JP2001130971A (en) Silicon carbide sintered body and method for producing the same
JP2002128566A (en) Silicon carbide sintered compact and electrode
JP2000016877A (en) Production of bonded silicon carbide
JP2000178071A (en) Heating vessel
JPH1179841A (en) Silicon carbide sintered compact
JP2000016876A (en) Silicon carbide jointed body
JP4295366B2 (en) Ion implanter parts

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081014

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091222

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091225

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130115

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130115

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140115

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term