JP6337389B2 - 炭化珪素粉粒体の製造方法 - Google Patents
炭化珪素粉粒体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6337389B2 JP6337389B2 JP2013252666A JP2013252666A JP6337389B2 JP 6337389 B2 JP6337389 B2 JP 6337389B2 JP 2013252666 A JP2013252666 A JP 2013252666A JP 2013252666 A JP2013252666 A JP 2013252666A JP 6337389 B2 JP6337389 B2 JP 6337389B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- silicon carbide
- silicon
- granular material
- carbon
- 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.)
- Active
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 112
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 102
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 64
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 43
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 40
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 19
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 17
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 15
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 22
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 8
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000008202 granule composition Substances 0.000 description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- IUHFWCGCSVTMPG-UHFFFAOYSA-N [C].[C] Chemical compound [C].[C] IUHFWCGCSVTMPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 silane compound Chemical class 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
高純度の炭化珪素粉末を製造する方法としては、気相法、還元法、及び低純度の炭化珪素粉末を純化する方法等が知られている。
気相法は、四フッ化珪素(SiF4)等のシラン化合物を原料として用い、プラズマ法等によって、高純度の炭化珪素粉末を生成させる方法である。
還元法の例として、特許文献1に、シリカと炭素を出発原料として炭化けい素を製造する方法において、該出発原料を塩化水素を含む非酸化性雰囲気中1500℃以上で合成し、炭化けい素を得る高純度炭化けい素粉末の製造方法が、記載されている。
還元法の他の例として、特許文献2に、炭素とシリカとを所定のモル比で配合した原料を非酸化性雰囲気下で加熱してSiC化反応せしめることにより得られる炭化珪素の製造方法において、特定の炭素粉末と特定のシリカ粉末をC/SiO2モル比で3.1〜5.0の範囲内となるよう配合し、均一に混合した原料を1600〜2000℃の範囲内の温度に加熱することなどを特徴とする高純度炭化珪素微粉末の製造方法が、記載されている。
低純度の炭化珪素粉末を純化する方法の例として、特許文献3に、炭化珪素粉末を真空度が9×10−5〜1×10−2torrの範囲で、かつ、1500〜1700℃の温度範囲で加熱し、高純度化する高純度炭化珪素粉末の製造方法が、記載されている。
低純度の炭化珪素粉末を純化する方法の他の例として、特許文献4に、炭化珪素粉とフッ化水素酸との混合物を密閉容器内に導入し加圧下で加熱処理することを特徴とする高純度炭化珪素粉の製造方法が、記載されている。
アチソン法は、耐火煉瓦で形成されたアチソン炉と呼ばれる大気開放炉の中に、珪砂(シリカ)とコークス(炭素)の混合物を仕込むとともに、該大気開放炉の内部空間に黒鉛粉を水平方向に延びる柱状に配置させ、この黒鉛粉に通電することによって、黒鉛粉の周囲の珪砂およびコークスを加熱して反応させ、炭化珪素の塊状物を得る方法である。
アチソン法の例として、特許文献5に、アチソン炉を用いて、粒子内にシリカとカーボンの各々が全体的に分布しており、かつ、B及びPの各々の含有率が1ppm以下である、シリカとカーボンからなる粒子を加熱して、高純度炭化珪素粉末を得る、高純度炭化珪素粉末の製造方法が記載されている。
しかし、上述の各方法には、問題点もある。
例えば、気相法の場合、炭化珪素粉末の生成のために用いるガスが、高価であり、また、工業的な規模の量の炭化珪素粉末を安定的にかつ安価に製造することが難しいという問題がある。
特許文献1の方法では、使用する塩化水素ガスが腐食性を有するため、製造装置が腐食するおそれがあり、設備費用が高くなるという問題がある。
特許文献2の方法では、炭素粉末とシリカ粉末を反応させるときのC/SiO2モル比が高いため、未反応の炭素の残留量が多くなり、インゴットが軟質化する傾向があり、製品を回収することが困難な場合があるという問題がある。
特許文献4の方法では、使用するフッ化水素酸が、人体に有害で危険性が高いために取扱いが難しく、また、工業的な規模の量の炭化珪素粉末を製造することが難しいという問題がある。
特許文献5の方法では、一度に大量の炭化珪素を生成させることができるものの、原料であるシリカが、ガスとして大気中に飛散するため、炭化珪素粉末の収率が悪いという問題がある。また、炭化珪素が塊状物として得られるため、特定の粒度(例えば、粒径3mm以下)の粉粒体を得るためには、塊状物を粉砕する必要があり、粉砕の手間がかかるという問題がある。また、粉砕の際に不純物が混入して、炭化珪素粉末の純度が低下する可能性もある。
本発明の目的は、低コストで大量に、しかも高い収率で、所望の粒度を有する炭化珪素粉粒体を製造することができる方法を提供することである。
[1] シリコン粉粒体とカーボン粉粒体を混合してなる粉粒体混合物を加熱して、炭化珪素粉粒体を得る炭化珪素粉粒体の製造方法であって、(A)製造の目的である炭化珪素粉粒体について、所望の粒度を定めるとともに、該所望の粒度に対応するシリコン粉粒体とカーボン粉粒体のモル比(Si/C)を定める粒度決定工程と、(B)シリコン粉粒体およびカーボン粉粒体を、工程(A)で定めたモル比で混合して、粉粒体混合物を得た後、該粉粒体混合物を加熱して、該粉粒体混合物が融解してなる融液を得て、該融液中に炭化珪素粉粒体を析出させる加熱工程、を含むことを特徴とする炭化珪素粉粒体の製造方法。
[2] 工程(B)において、上記粉粒体混合物が融解してなる融液が、温度勾配を有するように加熱する上記[1]に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
[3] 上記シリコン粉粒体の粒度が5mm以下であり、かつ、上記カーボン粉粒体の粒度が5mm以下である、上記[1]又は[2]に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
[4] 上記シリコン粉粒体中の珪素の含有率が90質量%以上であり、かつ、上記カーボン粉粒体中の灰分の含有率が1.0質量%以下である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
[5] 上記カーボン粉粒体中のB、P、Fe、Ti、V、Cr、Cu、NiおよびZnの各含有率が3ppm以下である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
[6] 工程(B)において、黒鉛からなる容器の中に上記粉粒体混合物を収容して加熱する、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
本発明によれば、シリコン粉粒体とカーボン粉粒体を混合してなる粉粒体混合物を加熱するための加熱手段があれば、炭化珪素粉粒体を製造することができるので、加熱手段以外に減圧手段等を必要とする場合に比べて、製造が容易であり、また、製造設備や運転に要するコストが低い。
本発明によれば、加熱手段として、大容量の加熱炉を用いることができるので、一度に大量の炭化珪素粉粒体を製造することができる。
本発明によれば、シリコン粉粒体とカーボン粉粒体の配合比を調整することによって、高い収率で炭化珪素粉粒体を得ることができる。
本発明の製造方法で得られた炭化珪素粉粒体は、高い純度を有するため、パワー半導体等に用いられる単結晶ウェハの原料等として好適に用いることができる。
以下、各工程毎に詳しく説明する。
工程(A)は、製造の目的である炭化珪素粉粒体について、所望の粒度を定めるとともに、該所望の粒度に対応するシリコン粉粒体とカーボン粉粒体のモル比(Si/C)を定める工程である。
本発明で製造可能な炭化珪素粉粒体の粒度は、10〜2000μmである。
本発明において、この粒度範囲内で、所望の粒度を定めることができる。例えば、所望の粒度として、10〜50μm程度の粒度を定めたり、400〜500μm程度の粒度を定めたり、900〜2000μm程度の粒度を定めることができる。
本明細書中、「粉粒体」とは、粉体(粒度が0.1mm以下のもの)のみからなる集合体、粒体(粒度が0.1mmを超えるもの)のみからなる集合体、及び、粉体及び粒体からなる集合体の3つの形態を包含するものである。
また、本明細書中、粒度の値は、篩の目開き寸法に対応する値である。
シリコン粉粒体とカーボン粉粒体のモル比(Si/C)は、好ましくは、1/1〜10/1である。該モル比が1/1以上であると、カーボン粉粒体の割合が過大であることによる炭化珪素粉粒体の収率の低下の抑制の観点から、好ましい。該モル比が10/1以下であると、シリコン粉粒体およびカーボン粉粒体を収容する容器(例えば、黒鉛からなる容器)の劣化の進行の抑制の観点から、好ましい。
シリコン粉粒体の粒度の下限値は、特に限定されないが、粉砕に要する労力等の観点から、通常、0.01mmである。
カーボン粉粒体の粒度は、シリコン粉粒体との反応性を良好にして、炭化珪素粉粒体の製造効率を向上させる観点から、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下、特に好ましくは1mm以下である。
カーボン粉粒体の粒度の下限値は、特に限定されないが、入手可能なカーボンの一般的な粒度を考慮すると、通常、10nmである。
Siを98質量%以上の含有率で含む原料としては、一般的に、金属グレードシリコンと呼ばれる原料が挙げられる。Siを99.9999質量%以上の含有率で含む原料としては、一般的に、太陽電池グレードシリコンと呼ばれる原料が挙げられる。Siを99.999999999質量%以上の含有率で含む原料としては、一般的に、半導体グレードシリコンと呼ばれる原料が挙げられる。
コストの低減や入手の容易性の観点からは、金属グレードシリコンを用いることが好ましい。本発明の製造方法によれば、Siの含有率(純度)が、98質量%以上、99.999質量%未満である金属グレードシリコンを用いても、高純度の炭化珪素粉粒体を得ることができる。
カーボン粉粒体中のB、P、Fe、Ti、V、Cr、Cu、NiおよびZnの各含有率は、好ましくは3ppm以下、より好ましくは1ppm以下である。本明細書中、ppmは質量基準である。
このように灰分の含有率が小さいカーボン粉粒体として、カーボンブラック、黒鉛パウダー(グラファイトパウダー)、熱分解黒鉛粉等が挙げられる。中でも、カーボンブラックは、低コストで、炭素の含有率が大きく、粒度が小さい点で、好ましく用いられる。
工程(B)は、シリコン粉粒体およびカーボン粉粒体を、工程(A)で定めたモル比で混合して、粉粒体混合物を得た後、該粉粒体混合物を加熱して、該粉粒体混合物が融解してなる融液を得て、該融液中に炭化珪素粉粒体を析出させる工程である。
粉粒体混合物の加熱は、例えば、黒鉛からなる容器の中で行うことができる。この場合の一例を、図1を参照して説明する。
図1中、黒鉛からなる坩堝1内に収容されたシリコン粉粒体およびカーボン粉粒体の混合物を加熱して、該混合物が融解してなる融液5を得る際に、融液5が温度勾配を有するように加熱することによって、融液5中に炭化珪素粉粒体6が析出する。この時、黒鉛からなる坩堝1は、カーボン粉粒体と共に、炭化珪素粉粒体6を析出させるための炭素(カーボン)の供給源として、炭素を融液5に供給する。このため、黒鉛からなる坩堝1の板厚は、時間の経過とともに小さくなる。炭化珪素粉粒体の製造開始時の黒鉛からなる坩堝1の板厚は、融液5の漏れが生じない程度の厚みであればよい。
坩堝1は、その内部に乱流板2を有してもよい。乱流板2を設けることで、融液5中に溶け出した坩堝1由来の炭素が、融液5中に均一に分散され、得られる炭化珪素粉粒体6の収率が向上する。乱流板2の材質は、炭素供給源として働く観点から、黒鉛が好ましい。乱流板2は、平坦な板状体であることが好ましく、また、坩堝1の側面の内壁から水平方向に延びるように固着されていることが好ましい。なお、坩堝1が有する乱流板の数は、一つでもよく、複数でもよい。
その後、得られた融液5が温度勾配を有するように(換言すると、高温領域と低温領域を有するように)加熱することによって、融液中に炭化珪素粉粒体を析出させることができる。
例えば、融液中の高温領域と低温領域との温度の差が、10〜300℃(好ましくは20〜270℃)となる温度勾配を有するように加熱することによって、坩堝1から炭素(C)が溶け出し、融液の低温領域において炭化珪素粉粒体が析出する。融液の高温領域と低温領域との温度の差が大きいほど、炭化珪素粉粒体が析出する速度が大きくなるが、温度の差が300℃を超えると、得られた炭化珪素粉粒体が互いにくっつき一体化してしまう場合がある。
また、融液が、上述した温度勾配を有するようにするために、黒鉛からなる坩堝の底面および側面に複数個の加熱体を設けて加熱を調整してもよく、融液の一部を強制冷却してもよい。
例えば、坩堝1の底面部分のみを加熱し、黒鉛からなる坩堝1の底面周辺の融液5の高温領域における最高温度が1500〜2000℃となり、融液5の液面周辺の低温領域における最低温度が1200〜1990℃となるように温度勾配を設けることによって、融液5の液面周辺の低温領域において、炭化珪素粉粒体6が析出する。
なお、融液5の温度を1450℃以下に制御する場合、シリコンの融液に遷移金属(例えばCr、Fe、Ti、Co、Ni等)を添加し、合金溶媒とすることが好ましい。
加熱の方法は、特に限定されないが、例えば、抵抗加熱、誘電加熱等が挙げられる。抵抗加熱は、誘電加熱に比べて、所定の温度に達するまでの時間が長いものの、大規模な装置による大量生産に向いている。
具体的には、溶液炉7内に、水平方向に回転する台座4を設置し、坩堝1を台座4の上面に載置して、台座4を回転させながら坩堝1を加熱する。回転は、一定の時間間隔で正転と逆転を交互に行ってもよい。
坩堝1、発熱体3等を、密閉することができる加熱炉7内に設置し、加熱等を行ってもよい。密閉された加熱炉7内で加熱することで、エネルギー効率良く、融液5を得ることができる。
また、加熱を非酸化性雰囲気下で行ってもよい。加熱を非酸化性雰囲気下で行うことによって、不純物(NおよびO)の含有率、特に酸素(O)の含有率の小さい炭化珪素粉粒体を得ることができる。具体的には、溶液炉内の空気を、非酸化性のガス(例えば、Ar(アルゴン)ガス、He(ヘリウム)ガス等)で置換して、加熱を行えばよい。
金属の好ましい例としては、炭化珪素粉粒体の析出速度を大きくする観点から、遷移金属(例えば、Cr、Fe、Ti、Co、Ni等)が挙げられる。
本発明の炭化珪素粉粒体の収率は、例えば、15〜60%である。本発明において、高い収率で炭化珪素粉粒体を得ることを重視する場合、本発明の炭化珪素粉粒体の収率は、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上、さらに好ましくは40%以上、特に好ましくは50%以上である。
[実施例1〜3、比較例1]
(1)原料
シリコン粉粒体:半導体グレードシリコン(粒度:2mm程度、中国製、Siの含有率:99.999999999%以上)
カーボン粉粒体:カーボンブラック(粒径:0.05〜1000μm、商品名:シースト600、東海カーボン社製)
原料である上述のシリコン粉粒体とカーボン粉粒体を、表1に示すモル比で混合して、粉粒体混合物を得た。
次いで、小型の黒鉛からなる坩堝1(新日本カーボン社製、商品名IGS−743KII:内径25mm×高さ50mm)の中に、得られた粉粒体混合物を、坩堝1の上面と面一となるように収容した。収容後、黒鉛からなる坩堝1を加熱炉7内の台座4の上面に載置した。
載置後、加熱炉7内を真空にし、Ar(アルゴン)ガスで置換することを2回繰り返して、加熱炉7内をAr雰囲気とした。その後、坩堝1の底部の温度を1750〜1900℃の範囲内に維持しながら、24時間加熱を保持した。
この際、加熱は、坩堝1内の粉粒体混合物の融液が温度勾配を有するように(具体的には、坩堝の底部周辺の融液が高温領域となり、坩堝の上部周辺の融液が低温領域となるように)行った。加熱によって粉粒体混合物が融解した後、融液5の液面周辺において炭化珪素粉粒体が析出した。なお、加熱中の融液5の液面の温度は、1730℃であった。
また、加熱中、坩堝1を設置した台座4が、一定の時間間隔で水平方向に正転又は逆転することで、底部の温度にムラが発生しないようにした。
加熱後、坩堝1を加熱炉7から取り出し、ダイヤモンドカッターを用いて、黒鉛からなる坩堝1を2分割し、坩堝1内で析出した炭化珪素粉粒体6を回収した。この粉粒体6を混酸(フッ酸と硝酸の体積比(フッ酸:硝酸)が1:2のもの)に浸漬し、残存していたSiをフッ硝酸に溶解させて、炭化珪素粉粒体を得た。
また、得られた炭化珪素粉粒体の収率(%)を算出した。なお、収率(%)は、仕込んだ原料の質量に対する、得られた炭化珪素粉粒体の質量の割合である。
さらに、1時間当たりの生産収率(%)を算出した。
結果を表1に示す。表1から、原料である粉粒体混合物におけるSi/Cのモル比の大きさと、得られた炭化珪素粉粒体の粒度の間には、相関関係があること、および、この相関関係を用いて、所望の粒度を有する炭化珪素粉粒体を製造することができることがわかる。また、原料である粉粒体混合物におけるSi/Cのモル比の大きさと、炭化珪素粉粒体の収率および1時間当たりの生産収率の間に、相関関係があること、および、この相関関係を用いて、所望の収率で炭化珪素粉粒体を製造することができることもわかる。
2 乱流板
3 発熱体
4 台座
5 融液
6 炭化珪素粉粒体
7 加熱炉
Claims (7)
- シリコン粉粒体とカーボン粉粒体を乾式混合してなる粉粒体混合物を加熱して、炭化珪素粉粒体を得る炭化珪素粉粒体の製造方法であって、
(A) 製造の目的である炭化珪素粉粒体について、所望の粒度を定めるとともに、該所望の粒度に対応するシリコン粉粒体とカーボン粉粒体のモル比(Si/C)を定める粒度決定工程と、
(B) シリコン粉粒体およびカーボン粉粒体を、工程(A)で定めたモル比で混合して、粉粒体混合物を得た後、該粉粒体混合物を加熱して、該粉粒体混合物が融解してなる融液を得て、該融液中に炭化珪素粉粒体を析出させる加熱工程、
を含むことを特徴とする炭化珪素粉粒体の製造方法。 - 工程(A)において、上記モル比(Si/C)が、1/1〜10/1である請求項1に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
- 工程(B)において、上記粉粒体混合物が融解してなる融液が、温度勾配を有するように加熱する請求項1又は2に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
- 上記シリコン粉粒体の粒度が5mm以下であり、かつ、上記カーボン粉粒体の粒度が5mm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
- 上記シリコン粉粒体中の珪素の含有率が90質量%以上であり、かつ、上記カーボン粉粒体中の灰分の含有率が1.0質量%以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
- 上記カーボン粉粒体中のB、P、Fe、Ti、V、Cr、Cu、NiおよびZnの各含有率が3ppm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
- 工程(B)において、黒鉛からなる容器の中に上記粉粒体混合物を収容して加熱する請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭化珪素粉粒体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013252666A JP6337389B2 (ja) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | 炭化珪素粉粒体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013252666A JP6337389B2 (ja) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | 炭化珪素粉粒体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015107901A JP2015107901A (ja) | 2015-06-11 |
JP6337389B2 true JP6337389B2 (ja) | 2018-06-06 |
Family
ID=53438597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013252666A Active JP6337389B2 (ja) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | 炭化珪素粉粒体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6337389B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112158845A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-01 | 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 | 一种pvt法中碳化硅粉源的回收方法 |
CN112645331A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-13 | 张家港迪源电子科技有限公司 | 一种高纯大尺寸sic晶体衬底材料的制备方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6227316A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-05 | Ibiden Co Ltd | 高純度炭化珪素微粉末の製造方法 |
JPH04270105A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-09-25 | Toshiba Ceramics Co Ltd | β型炭化けい素微粉末の製造方法 |
JP2660650B2 (ja) * | 1993-04-08 | 1997-10-08 | 大平洋ランダム株式会社 | α型炭化珪素の製造方法 |
JP4427470B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2010-03-10 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
JP2009173501A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素単結晶製造用高純度炭化ケイ素粉体の製造方法及び炭化ケイ素単結晶 |
JP5706671B2 (ja) * | 2010-11-15 | 2015-04-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 昇華再結晶法による炭化ケイ素単結晶製造用炭化ケイ素粉体及びその製造方法 |
JP2012240869A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素粉末および炭化珪素粉末の製造方法 |
-
2013
- 2013-12-06 JP JP2013252666A patent/JP6337389B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015107901A (ja) | 2015-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ceccaroli et al. | Solar grade silicon feedstock | |
Safarian et al. | Processes for upgrading metallurgical grade silicon to solar grade silicon | |
Pizzini | Advanced silicon materials for photovoltaic applications | |
JP4856738B2 (ja) | 高純度シリコン材料の製造方法 | |
JP5311930B2 (ja) | シリコンの製造方法 | |
JP5507512B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
WO2005123583A1 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法およびその製造方法によって製造される太陽電池用多結晶シリコン | |
RU2451635C2 (ru) | Способ получения высокочистого элементного кремния | |
JPWO2010029894A1 (ja) | 高純度結晶シリコン、高純度四塩化珪素およびそれらの製造方法 | |
JP2024026145A (ja) | トリクロロシランを調製するためのシリコン顆粒、及び関連する製造方法 | |
CN105008278A (zh) | 碳化硅的制造方法及碳化硅 | |
JP6337389B2 (ja) | 炭化珪素粉粒体の製造方法 | |
JP6304477B2 (ja) | 炭化珪素粉粒体及びその製造方法 | |
JP6297812B2 (ja) | 炭化珪素の製造方法 | |
JP6371818B2 (ja) | 炭化物原料の製造方法 | |
WO2019078125A1 (ja) | ホウ素構造体およびホウ素粉末 | |
JP2000327488A (ja) | 太陽電池用シリコン基板の製造方法 | |
KR20200080605A (ko) | 탄화규소의 분말의 제조 방법 | |
JP2014088275A (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
JP2015113252A (ja) | 亜鉛還元法による多結晶シリコンの製造に用いられる反応容器 | |
JP5087195B2 (ja) | シリコンの製造方法 | |
Chalamala | Manufacturing of Silicon Materials for Microelectronics and PV. | |
JP5118268B1 (ja) | 高純度シリコンの製造方法および高純度シリコン | |
KR20240029434A (ko) | 탄화규소 분말 및 이를 이용하여 탄화규소 잉곳을 제조하는 방법 | |
WO2013080575A1 (ja) | 高純度シリコンの製造方法および高純度シリコン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171108 |
|
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: 20180410 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180420 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6337389 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
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 |