JPH0136981B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0136981B2 JPH0136981B2 JP58251853A JP25185383A JPH0136981B2 JP H0136981 B2 JPH0136981 B2 JP H0136981B2 JP 58251853 A JP58251853 A JP 58251853A JP 25185383 A JP25185383 A JP 25185383A JP H0136981 B2 JPH0136981 B2 JP H0136981B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- molded body
- gas
- diffusion furnace
- temperature
- 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.)
- Expired
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 15
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 13
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 claims description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 19
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 8
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
- C30B31/10—Reaction chambers; Selection of materials therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/573—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
この発明は、半導体素子製造用の拡散炉管の製
造方法に関する。 半導体拡散炉管の材質として以前は専ら高純度
石英ガラスが用いられていたが、最近では石英ガ
ラスとともに炭化珪素が広く用いられている。炭
化珪素は半導体素子の不純物拡散のため高温加
熱、冷却のサイクルにおいても充分な耐熱衝撃性
をもち、また機械的強度もあつて優れた材料であ
る。ところが従来の炭化珪素質の半導体拡散炉管
は必ずしも純度の点で充分満足のいくものではな
かつた。炭化珪素質の半導体拡散炉管の製造に当
つては原料の炭化珪素粉の酸洗、成形、純化処
理、高純度Siの含浸、最終の酸処理といつた工程
を経て製造されるのが一般的であるが、このよう
な清浄化処理によつても成形体中になお微量の不
純物の残留は避けられず、これが得られる半導体
素子の性能劣化に大きな影響を与えていた。特に
原料の炭化珪素粒子の内部に封じ込められている
不純物はその後の清浄化処理でもこれを除去する
ことは著るしく困難で、かかる不純物は拡散炉管
の使用時に高温加熱で内部から拡散して放出さ
れ、これが半導体素子を汚染するものと考えられ
ていた。 発明者らは従来の炭化珪素半導体拡散炉管にお
ける上記した問題を解決するため程々の研究をし
たものであるが、その結果、炭化珪素を1600℃以
上の温度で不活性ガスをキヤリヤーガスとしてハ
ロゲン又はハロゲン化水素の雰囲気中で処理する
ことによつてこれが解決出来ることを見出したも
のである。発明者の行つた実験結果から考察して
みると、SiC粒に1600℃以上の温度でHCl又はCl2
ガスを接触させて反応させると、SiC＋2HCl→
SiCl2＋H2＋Ｃに従つて炭素が析出される。即ち
SiC粒子は、中心部がSiCで、これの表面に析出
した炭素が被覆したものとなる。このときSiC粒
子の中の不純物は揮散して除去される。かかる処
理をしたSiCに高純度のSiを含浸させるとSiCの
外周を被覆している炭素は、Ｃ＋Si→SiCに従つ
て炭化珪素となる。この場合、析出した炭素はハ
ロゲンガスで純化されており、一方含浸するシリ
コンは高純度であるから生成するSiCは極めて高
純度となる。結局、極めて高純度SiC成形体を得
ることができるというものである。 発明者は上記の実験および論理にもとづいて、
出発原料である炭化珪素粉末を1600℃以上の温度
で不活性ガスをキヤリヤーガスとしてハロゲン又
はハロゲン化水素雰囲気中で処理した外、通常の
純化処理をした炭化珪素粉末を発原料として成形
した炭化珪素質成形体に対しても処理温度を1600
〜2000℃の範囲に特定して同様の処理を施してみ
たところ、同じように極めて高純度炭化珪素質成
形体の半導体拡散炉管の得られることを見出し最
終的にこの発明を完成したものである。 即ち、本願の第１の発明は半導体拡散炉管の製
造において、炭化珪素質成形体を1600〜2000℃の
温度で不活性ガスをキヤリヤーガスとしたハロゲ
ンまたはハロゲン化水素ガスの雰囲気中で純化処
理をし、ついでこれに高純度SiCを含浸して高純
度炭化珪素質成形体とすることを特徴とし、また
本願の第２の説明は、拡散炉管を構成する主原料
の炭化珪素粉末を1600℃以上の温度下で不活性ガ
スをキヤリヤガスとしたハロゲンまたはハロゲン
化水素ガスの雰囲気中において純化処理をし、該
処理粉末で成形体を成形し、これを再び1600〜
2000℃の温度下で不活性ガスをキヤリヤガスとし
たハロゲンまたはハロゲン化水素ガスの雰囲気中
において純化処理をし、ついでこれに高純度Siを
含浸して高純度炭化珪素質成形体とすることを特
徴とするものである。以下にこの発明をさらに説
明する。 本発明になる半導体拡散炉管の製造に当つて
は、まず公知な方法によつて炭化珪素質成形体を
造る。即ち、主原料としては、例えば粒径40〜
200μの高純度炭化珪素粉末を用意する。炭化珪
素粉末は通常インゴツトといわれる多結晶体、大
粒径となつた炭化珪素体を、粉砕機で粉砕しこれ
を、篩分けして一定の粒度範囲に調整して造られ
る。しかしながら、これらの紛砕、篩分の工程か
らは不可避的にFe、Crその他の不純物が粉末状
で大量に混入して来る。また、炭化珪素の成形時
に未反応として残存する炭素の中には大量のＶが
不純物として含まれている。これらの不純物はく
り返し行なわれる酸洗浄によつて充分に除去され
る。ここにおける酸洗浄処理は1200〜1300℃前後
で塩酸ガスを吹きつける処理が一般に知られてい
る。しかしながら、現実問題としてはこうした処
理をしても不純物を完全に除去することは経済性
を無視する程の長時間処理をしたい限り困難であ
る。そこで通常は経済性を考慮して洗浄時間が約
5hr、或いは不純物含有率Fe＜5ppm、Ni＜
2ppm、Cr＜１↓ppm、Ｖ＜2ppm、Cu＜１↓
ppmとなつたところで洗浄処理を一たん中止す
る。酸洗浄処理のされた炭化珪素粉末で、次に拡
散炉管形状の成形体を成形する。即ち、純化した
炭化珪素粉末に必要なときはランプブラツクを加
え更にフエノールレジンを加えて混練して造粒物
をつくり、その後これを乾燥する。次に、この造
粒物を用いて公知な方法でプレス成形或いは流し
込み成形して成形体を得る。成形体はその後130
℃前後に加熱してフエノールレジンを硬化する。
これによつて多気孔の炭化珪素質成形体が得られ
る。この多気孔の炭化珪素質成形体は、次に純化
処理が施されるが、本発明においてはこの純化処
理に特徴を有する。即ち、1600〜2000℃の高温度
で不活性ガスをキヤリヤーガスとしたハロゲンま
たはハロゲン化水素の雰囲気中において純化処理
を行なう。従来の純化処理は1300℃程度の温度で
塩化水素ガスを吹きつけるものであつたので、そ
れと対比すると著るしく高温である。このような
高温下でハロゲン化水素と接触した炭化珪素は、
SiC＋2HCl→SiCl2＋H2＋Ｃに従つて分解し炭素
を析出する。即ち、多孔質成形体中のSiC粒子の
個々は、その中心部がSiCのままでその外周に炭
素が被覆されたものに変化し、同時に析出した炭
素はハロゲンガスで純化される。この結果、SiC
の粒子はその内部まで純化されることになる。従
来の純化処理では純化に際し炭素の析出はなく、
従つてSiC粒子の内部までも純化されることはな
かつたので、本発明によると従来にない高純度製
品とすることができる。 なお、本発明における純化処理の温度を1600℃
以上としたのは、これよつてSiCが分解し炭素が
析出するようにするためである。また、上限を
2000℃としたのは、これを超えるとSiCの分解が
大巾に進行して中心部にSiCが残存し外周に炭素
が被覆した状態とならず、成形体自体の形状が変
形するおそれが生ずるためである。さらに、本発
明においてキヤリヤガスを使用するのは、成形体
の中にハロゲン化ガスを充分に供給するためであ
る。 上記の如くして充分に純化処理した多孔質炭化
珪素質成形体は、次にこれに高純度Siを含浸して
炭素を珪化するとともにガス不透過性とする。シ
リコンを純化処理した炭化珪素質成形体中に含浸
させるには1450℃〜1600℃の温度でシリコンを溶
融させ、成形体の端部をこの溶融シリコンの中に
浸漬することによつて毛細管現象で成形体の全域
にシリコンを含浸させる。高純度ガス不透過性炭
化珪素質成形体が得られると、次に最終の純化処
理を施して製品とする。ここでの純化処理は、公
知なHClガス雰囲気中での高温加熱である。 本願の第２の発明は、上述した第１の発明につ
いての説明でのべた不活性ガスをキヤリヤガスと
したハロゲンまたはハロゲン化水素ガスによる処
理を、拡散炉管を形成するための出発原料である
炭化珪素粉末についてまず行なうものである。但
し、この場合の処理温度は1600℃以上であればよ
く、上限は特に限定されないが、好ましくは2000
℃である。即ち、この処理は炭化珪素粉末を対称
するもので成形体のおそれはないからである。第
２の発明では主原料の炭化珪素粉末を上記の如く
純化処理したのち、第１の発明と同様にして管成
形体を成形し、この多孔質成形体に対し再び第１
の発明において施した処理、即ち1600〜2000℃の
温度下で不活性ガスをキヤリヤガスとしたハロゲ
ンまたはハロゲン化水素ガスの雰囲気中で純化処
理をするものである。このような再度の高温下の
純化処理をすることによつて不純物の量は最小と
なつて極めて高純度製品とすることができる。高
純度多孔質成形体が得られたのち、これに高純度
Siを含浸させることは第１の発明と同様である。 即ち、シリコンの含浸によつてこのシリコンは
成形体中の炭素とＣ＋Si→SiCによつて反応す
る。即ち、多孔質成形体の中の炭素の分布は、組
織中で極めて均一であるので、上記反応によつて
SiCの結合が発達し、高強度のSiC材料となる。
次にこれを研摩して最終の酸処理をなす。これに
よつて本発明になる半導体拡散炉管を得ることが
出来るが、これによれば成形体中に含まれている
不純物は後記実施例が示すように最小であつて、
従来にない高純度拡散炉管とすることができる。
以下に実施例を示してこの発明をさらに説明す
る。 実施例 １ 純度99.8％で粒度200〜40μの高純度炭化珪素粉
とランプブラツクを重量比で100：７で混ぜ、こ
れにフエノールレジンを外割で12％（重量比）加
えて充分に混練した。次にこれを粒径500μに造
粒してから乾燥した。この造粒物をアイソスタテ
イツクプレスで成形して外径150mm、内径140mm、
長さ2300mmの拡散炉用管を得た。ついでこれを
200℃に加熱してフエノールレジンを硬化した。
次に、この管を高周波加熱炉に入れて1800℃に加
熱して炉内にHClガスを窒素ガスをキヤリヤガス
として供給して１時間の純化処理をした。このも
のの不純物を調べたところ第１表の如くであつ
た。
造方法に関する。 半導体拡散炉管の材質として以前は専ら高純度
石英ガラスが用いられていたが、最近では石英ガ
ラスとともに炭化珪素が広く用いられている。炭
化珪素は半導体素子の不純物拡散のため高温加
熱、冷却のサイクルにおいても充分な耐熱衝撃性
をもち、また機械的強度もあつて優れた材料であ
る。ところが従来の炭化珪素質の半導体拡散炉管
は必ずしも純度の点で充分満足のいくものではな
かつた。炭化珪素質の半導体拡散炉管の製造に当
つては原料の炭化珪素粉の酸洗、成形、純化処
理、高純度Siの含浸、最終の酸処理といつた工程
を経て製造されるのが一般的であるが、このよう
な清浄化処理によつても成形体中になお微量の不
純物の残留は避けられず、これが得られる半導体
素子の性能劣化に大きな影響を与えていた。特に
原料の炭化珪素粒子の内部に封じ込められている
不純物はその後の清浄化処理でもこれを除去する
ことは著るしく困難で、かかる不純物は拡散炉管
の使用時に高温加熱で内部から拡散して放出さ
れ、これが半導体素子を汚染するものと考えられ
ていた。 発明者らは従来の炭化珪素半導体拡散炉管にお
ける上記した問題を解決するため程々の研究をし
たものであるが、その結果、炭化珪素を1600℃以
上の温度で不活性ガスをキヤリヤーガスとしてハ
ロゲン又はハロゲン化水素の雰囲気中で処理する
ことによつてこれが解決出来ることを見出したも
のである。発明者の行つた実験結果から考察して
みると、SiC粒に1600℃以上の温度でHCl又はCl2
ガスを接触させて反応させると、SiC＋2HCl→
SiCl2＋H2＋Ｃに従つて炭素が析出される。即ち
SiC粒子は、中心部がSiCで、これの表面に析出
した炭素が被覆したものとなる。このときSiC粒
子の中の不純物は揮散して除去される。かかる処
理をしたSiCに高純度のSiを含浸させるとSiCの
外周を被覆している炭素は、Ｃ＋Si→SiCに従つ
て炭化珪素となる。この場合、析出した炭素はハ
ロゲンガスで純化されており、一方含浸するシリ
コンは高純度であるから生成するSiCは極めて高
純度となる。結局、極めて高純度SiC成形体を得
ることができるというものである。 発明者は上記の実験および論理にもとづいて、
出発原料である炭化珪素粉末を1600℃以上の温度
で不活性ガスをキヤリヤーガスとしてハロゲン又
はハロゲン化水素雰囲気中で処理した外、通常の
純化処理をした炭化珪素粉末を発原料として成形
した炭化珪素質成形体に対しても処理温度を1600
〜2000℃の範囲に特定して同様の処理を施してみ
たところ、同じように極めて高純度炭化珪素質成
形体の半導体拡散炉管の得られることを見出し最
終的にこの発明を完成したものである。 即ち、本願の第１の発明は半導体拡散炉管の製
造において、炭化珪素質成形体を1600〜2000℃の
温度で不活性ガスをキヤリヤーガスとしたハロゲ
ンまたはハロゲン化水素ガスの雰囲気中で純化処
理をし、ついでこれに高純度SiCを含浸して高純
度炭化珪素質成形体とすることを特徴とし、また
本願の第２の説明は、拡散炉管を構成する主原料
の炭化珪素粉末を1600℃以上の温度下で不活性ガ
スをキヤリヤガスとしたハロゲンまたはハロゲン
化水素ガスの雰囲気中において純化処理をし、該
処理粉末で成形体を成形し、これを再び1600〜
2000℃の温度下で不活性ガスをキヤリヤガスとし
たハロゲンまたはハロゲン化水素ガスの雰囲気中
において純化処理をし、ついでこれに高純度Siを
含浸して高純度炭化珪素質成形体とすることを特
徴とするものである。以下にこの発明をさらに説
明する。 本発明になる半導体拡散炉管の製造に当つて
は、まず公知な方法によつて炭化珪素質成形体を
造る。即ち、主原料としては、例えば粒径40〜
200μの高純度炭化珪素粉末を用意する。炭化珪
素粉末は通常インゴツトといわれる多結晶体、大
粒径となつた炭化珪素体を、粉砕機で粉砕しこれ
を、篩分けして一定の粒度範囲に調整して造られ
る。しかしながら、これらの紛砕、篩分の工程か
らは不可避的にFe、Crその他の不純物が粉末状
で大量に混入して来る。また、炭化珪素の成形時
に未反応として残存する炭素の中には大量のＶが
不純物として含まれている。これらの不純物はく
り返し行なわれる酸洗浄によつて充分に除去され
る。ここにおける酸洗浄処理は1200〜1300℃前後
で塩酸ガスを吹きつける処理が一般に知られてい
る。しかしながら、現実問題としてはこうした処
理をしても不純物を完全に除去することは経済性
を無視する程の長時間処理をしたい限り困難であ
る。そこで通常は経済性を考慮して洗浄時間が約
5hr、或いは不純物含有率Fe＜5ppm、Ni＜
2ppm、Cr＜１↓ppm、Ｖ＜2ppm、Cu＜１↓
ppmとなつたところで洗浄処理を一たん中止す
る。酸洗浄処理のされた炭化珪素粉末で、次に拡
散炉管形状の成形体を成形する。即ち、純化した
炭化珪素粉末に必要なときはランプブラツクを加
え更にフエノールレジンを加えて混練して造粒物
をつくり、その後これを乾燥する。次に、この造
粒物を用いて公知な方法でプレス成形或いは流し
込み成形して成形体を得る。成形体はその後130
℃前後に加熱してフエノールレジンを硬化する。
これによつて多気孔の炭化珪素質成形体が得られ
る。この多気孔の炭化珪素質成形体は、次に純化
処理が施されるが、本発明においてはこの純化処
理に特徴を有する。即ち、1600〜2000℃の高温度
で不活性ガスをキヤリヤーガスとしたハロゲンま
たはハロゲン化水素の雰囲気中において純化処理
を行なう。従来の純化処理は1300℃程度の温度で
塩化水素ガスを吹きつけるものであつたので、そ
れと対比すると著るしく高温である。このような
高温下でハロゲン化水素と接触した炭化珪素は、
SiC＋2HCl→SiCl2＋H2＋Ｃに従つて分解し炭素
を析出する。即ち、多孔質成形体中のSiC粒子の
個々は、その中心部がSiCのままでその外周に炭
素が被覆されたものに変化し、同時に析出した炭
素はハロゲンガスで純化される。この結果、SiC
の粒子はその内部まで純化されることになる。従
来の純化処理では純化に際し炭素の析出はなく、
従つてSiC粒子の内部までも純化されることはな
かつたので、本発明によると従来にない高純度製
品とすることができる。 なお、本発明における純化処理の温度を1600℃
以上としたのは、これよつてSiCが分解し炭素が
析出するようにするためである。また、上限を
2000℃としたのは、これを超えるとSiCの分解が
大巾に進行して中心部にSiCが残存し外周に炭素
が被覆した状態とならず、成形体自体の形状が変
形するおそれが生ずるためである。さらに、本発
明においてキヤリヤガスを使用するのは、成形体
の中にハロゲン化ガスを充分に供給するためであ
る。 上記の如くして充分に純化処理した多孔質炭化
珪素質成形体は、次にこれに高純度Siを含浸して
炭素を珪化するとともにガス不透過性とする。シ
リコンを純化処理した炭化珪素質成形体中に含浸
させるには1450℃〜1600℃の温度でシリコンを溶
融させ、成形体の端部をこの溶融シリコンの中に
浸漬することによつて毛細管現象で成形体の全域
にシリコンを含浸させる。高純度ガス不透過性炭
化珪素質成形体が得られると、次に最終の純化処
理を施して製品とする。ここでの純化処理は、公
知なHClガス雰囲気中での高温加熱である。 本願の第２の発明は、上述した第１の発明につ
いての説明でのべた不活性ガスをキヤリヤガスと
したハロゲンまたはハロゲン化水素ガスによる処
理を、拡散炉管を形成するための出発原料である
炭化珪素粉末についてまず行なうものである。但
し、この場合の処理温度は1600℃以上であればよ
く、上限は特に限定されないが、好ましくは2000
℃である。即ち、この処理は炭化珪素粉末を対称
するもので成形体のおそれはないからである。第
２の発明では主原料の炭化珪素粉末を上記の如く
純化処理したのち、第１の発明と同様にして管成
形体を成形し、この多孔質成形体に対し再び第１
の発明において施した処理、即ち1600〜2000℃の
温度下で不活性ガスをキヤリヤガスとしたハロゲ
ンまたはハロゲン化水素ガスの雰囲気中で純化処
理をするものである。このような再度の高温下の
純化処理をすることによつて不純物の量は最小と
なつて極めて高純度製品とすることができる。高
純度多孔質成形体が得られたのち、これに高純度
Siを含浸させることは第１の発明と同様である。 即ち、シリコンの含浸によつてこのシリコンは
成形体中の炭素とＣ＋Si→SiCによつて反応す
る。即ち、多孔質成形体の中の炭素の分布は、組
織中で極めて均一であるので、上記反応によつて
SiCの結合が発達し、高強度のSiC材料となる。
次にこれを研摩して最終の酸処理をなす。これに
よつて本発明になる半導体拡散炉管を得ることが
出来るが、これによれば成形体中に含まれている
不純物は後記実施例が示すように最小であつて、
従来にない高純度拡散炉管とすることができる。
以下に実施例を示してこの発明をさらに説明す
る。 実施例 １ 純度99.8％で粒度200〜40μの高純度炭化珪素粉
とランプブラツクを重量比で100：７で混ぜ、こ
れにフエノールレジンを外割で12％（重量比）加
えて充分に混練した。次にこれを粒径500μに造
粒してから乾燥した。この造粒物をアイソスタテ
イツクプレスで成形して外径150mm、内径140mm、
長さ2300mmの拡散炉用管を得た。ついでこれを
200℃に加熱してフエノールレジンを硬化した。
次に、この管を高周波加熱炉に入れて1800℃に加
熱して炉内にHClガスを窒素ガスをキヤリヤガス
として供給して１時間の純化処理をした。このも
のの不純物を調べたところ第１表の如くであつ
た。
【表】
上記の純化処理のされた多孔質炭化珪素質成形
体は、次にこれを1600℃で溶融した不純物濃度
1ppb以下のシリコンを含浸してその気孔率を３
％以下とした。このガス不透過性となつた炭化珪
素質管は純化した炉内に入れ、HClガス雰囲気中
で50時間の酸処理をして本発明になる半導体拡散
炉管を得た。このものの不純物を測定したとこ
ろ、第２表の通りであつた。
体は、次にこれを1600℃で溶融した不純物濃度
1ppb以下のシリコンを含浸してその気孔率を３
％以下とした。このガス不透過性となつた炭化珪
素質管は純化した炉内に入れ、HClガス雰囲気中
で50時間の酸処理をして本発明になる半導体拡散
炉管を得た。このものの不純物を測定したとこ
ろ、第２表の通りであつた。
【表】
実施例 ２
出発原料として不純物含有量が第３表に示す如
きSiC原料粉を用意した。
きSiC原料粉を用意した。
【表】
上記SiC原料を黒鉛ルツボの中に入れ、高周波
炉にて1750℃に加熱し、窒素ガスをキヤリヤーガ
スとしてHClガスをこの中に通し、１時間の処理
を行つた。その結果、SiC原料粉はその表面部分
で分解し、炭素を析出して化学分析の結果が次の
如くとなつた。
炉にて1750℃に加熱し、窒素ガスをキヤリヤーガ
スとしてHClガスをこの中に通し、１時間の処理
を行つた。その結果、SiC原料粉はその表面部分
で分解し、炭素を析出して化学分析の結果が次の
如くとなつた。
【表】
この原料を用いてプロセスチユーブを作成し
た。即ち、上記原料にランプブラツクを重量比で
100：０〜10で混ぜ、これにフエノールレジンを
外割で12％（重量比）で加えて充分に混練した。
次にこれを粒径500μに造粒してから乾燥した。
この造粒物をアイソスタテイツクプレスで成形し
て外径150mm、内径140mm、長さ2300mmの拡散炉用
管を得た。ついでこれを200℃に加熱してフエノ
ールレジンを硬化した。次にこの管を高周波加熱
炉に入れて1800℃に加熱して炉内に窒素ガスをキ
ヤリヤガスとしてHClガスを供給して１時間の純
化処理を施した。この純化処理した多孔質炭化珪
素質成形体は、次にこれを1600℃で溶融した不純
物濃度1ppb以下のシリコンを含浸してその気孔
率を３％以下とした。このガス不透過性となつた
炭化珪素質管は純化した炉内に入れ、HClガス雰
囲気中で50時間の酸処理をして本発明になる半導
体拡散炉管を得た。このものの不純物を測定した
ところ第５表の通りであつた。
た。即ち、上記原料にランプブラツクを重量比で
100：０〜10で混ぜ、これにフエノールレジンを
外割で12％（重量比）で加えて充分に混練した。
次にこれを粒径500μに造粒してから乾燥した。
この造粒物をアイソスタテイツクプレスで成形し
て外径150mm、内径140mm、長さ2300mmの拡散炉用
管を得た。ついでこれを200℃に加熱してフエノ
ールレジンを硬化した。次にこの管を高周波加熱
炉に入れて1800℃に加熱して炉内に窒素ガスをキ
ヤリヤガスとしてHClガスを供給して１時間の純
化処理を施した。この純化処理した多孔質炭化珪
素質成形体は、次にこれを1600℃で溶融した不純
物濃度1ppb以下のシリコンを含浸してその気孔
率を３％以下とした。このガス不透過性となつた
炭化珪素質管は純化した炉内に入れ、HClガス雰
囲気中で50時間の酸処理をして本発明になる半導
体拡散炉管を得た。このものの不純物を測定した
ところ第５表の通りであつた。
【表】
また、この機械的強度は３〜400Mpaと高強度
であつた。得られた炉心管を用いてシリコンウエ
ハを処理し、処理したウエハについてその不純物
を調べたところ、極めて高純度で、石英ガラスの
プロセスチユーブを用いて得られたものと同様の
純度であることが判つた。
であつた。得られた炉心管を用いてシリコンウエ
ハを処理し、処理したウエハについてその不純物
を調べたところ、極めて高純度で、石英ガラスの
プロセスチユーブを用いて得られたものと同様の
純度であることが判つた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体拡散炉管の製造において、炭化珪素質
成形体を1600〜2000℃の温度で不活性ガスをキヤ
リヤガスとしたハロゲンまたはハロゲン化水素ガ
スの雰囲気中において純化処理し、ついでこれに
高純度Siを含浸して高純度炭化珪素質成形体とす
ることを特徴とする半導体拡散炉管の製造方法。 ２ 半導体拡散炉管の製造において、拡散炉管を
構成する主原料の炭化珪素粉末を1600℃以上の温
度下で不活性ガスをキヤリヤガスとしたハロゲン
またはハロゲン化水素ガスの雰囲気中において純
化処理し、該処理粉末で成形体を成形し、これを
1600〜2000℃の温度下で不活性ガスをキヤリヤガ
スとしたハロゲンまたはハロゲン化水素ガスの雰
囲気中において該成形体を純化処理し、ついでこ
れに高純度Siを含浸して高純度炭化珪素質成形体
とすることを特徴とする半導体拡散炉管の製造方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251853A JPS60138913A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 半導体拡散炉管の製造方法 |
| DE19843446891 DE3446891A1 (de) | 1983-12-26 | 1984-12-21 | Verfahren zur herstellung von heizofenteilen |
| US06/685,844 US4753763A (en) | 1983-12-26 | 1984-12-24 | Method of manufacturing heating furnace parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251853A JPS60138913A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 半導体拡散炉管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60138913A JPS60138913A (ja) | 1985-07-23 |
| JPH0136981B2 true JPH0136981B2 (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=17228890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58251853A Granted JPS60138913A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 半導体拡散炉管の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4753763A (ja) |
| JP (1) | JPS60138913A (ja) |
| DE (1) | DE3446891A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214075A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Nikko Materials Co Ltd | ＭｏＳｉ２を主成分とする発熱体 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4771021A (en) * | 1985-07-01 | 1988-09-13 | Teruyasu Tamamizu | Semi-conductor diffusion furnace components |
| JPS6212667A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-21 | 東芝セラミツクス株式会社 | 半導体用部材の製造方法 |
| JPS6212666A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-21 | 東芝セラミツクス株式会社 | 半導体用炉芯管の製造方法 |
| JPH01252581A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Taiyo Yuden Co Ltd | 窒化物セラミツクスの製造方法 |
| EP0372708A1 (en) * | 1988-11-10 | 1990-06-13 | United Kingdom Atomic Energy Authority | A method of producing a silicon carbide-based body |
| DE69131247T2 (de) * | 1990-11-20 | 1999-09-23 | Asahi Glass Co Ltd | Wärmebehandlungsapparate für Halbleiter und hochreine Siliciumcarbidteile für die Apparate und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE69601973T2 (de) * | 1995-05-22 | 1999-11-11 | Nippon Carbon Co Ltd | Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbidfasern |
| JP3642446B2 (ja) * | 1996-08-01 | 2005-04-27 | 東芝セラミックス株式会社 | 半導体ウエハ処理具 |
| EP0826646B1 (en) * | 1996-08-27 | 2003-06-18 | Asahi Glass Company Ltd. | Highly corrosion-resistant silicon carbide product |
| US5702997A (en) * | 1996-10-04 | 1997-12-30 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. | Process for making crack-free silicon carbide diffusion components |
| WO1999005338A2 (en) | 1997-07-24 | 1999-02-04 | Toyo Tanso Usa, Inc. | Surface converted graphite components and methods of making same |
| US6419757B2 (en) | 1998-12-08 | 2002-07-16 | Bridgestone, Corporation | Method for cleaning sintered silicon carbide in wet condition |
| KR20220033050A (ko) * | 2020-09-07 | 2022-03-15 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 내화재 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3951587A (en) * | 1974-12-06 | 1976-04-20 | Norton Company | Silicon carbide diffusion furnace components |
| US4238434A (en) * | 1978-02-16 | 1980-12-09 | Ibigawa Electric Industry Co., Ltd. | Method of producing a silicon carbide sintered body |
| JPS55158662A (en) * | 1979-05-30 | 1980-12-10 | Fujitsu Ltd | Semiconductor memory storage |
| GB2130192B (en) * | 1982-10-28 | 1987-01-07 | Toshiba Ceramics Co | Silicon carbide-based molded member for use in semiconductor manufacture |
| JPS60138914A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体拡散炉管の製造方法 |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58251853A patent/JPS60138913A/ja active Granted
-
1984
- 1984-12-21 DE DE19843446891 patent/DE3446891A1/de active Granted
- 1984-12-24 US US06/685,844 patent/US4753763A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214075A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Nikko Materials Co Ltd | ＭｏＳｉ２を主成分とする発熱体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4753763A (en) | 1988-06-28 |
| DE3446891A1 (de) | 1985-07-04 |
| JPS60138913A (ja) | 1985-07-23 |
| DE3446891C2 (ja) | 1987-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0136981B2 (ja) | ||
| US4040849A (en) | Polycrystalline silicon articles by sintering | |
| US6013236A (en) | Wafer | |
| JPS6356700B2 (ja) | ||
| EP0283933B1 (en) | Process for producing unsintered cristobalite silica | |
| JPH02500972A (ja) | ガラス質シリカにおけるおよびに関する改良 | |
| EP0340802B1 (en) | Silicon carbide diffusion tube for semi-conductor | |
| JPS62292643A (ja) | ガラスまたはセラミック体の製造方法 | |
| JPH0123403B2 (ja) | ||
| JPS6111886B2 (ja) | ||
| JP2721678B2 (ja) | β−炭化珪素成形体及びその製造法 | |
| US3645686A (en) | Production of ultrapure semiconductor materials | |
| JPH06127923A (ja) | 多結晶シリコン製造用流動層反応器 | |
| US3163523A (en) | Method of purifying germanium | |
| JPS6013968B2 (ja) | 三塩化ホウ素の製造法 | |
| JP3469688B2 (ja) | 半導体熱処理用部材の製造方法 | |
| JPH08337493A (ja) | 単結晶引上げ用高純度黒鉛部材およびその製造方法 | |
| RU2060935C1 (ru) | Способ очистки карбида кремния | |
| JPS6168310A (ja) | シリコン切粉を原料とする高純度窒化けい素の製造方法 | |
| JPS5950086B2 (ja) | 半導体用治具 | |
| JPH05148025A (ja) | 炭化珪素質部材の製造方法 | |
| JPH0450132A (ja) | 天然石英粉末の精製方法 | |
| JPS60260419A (ja) | シランの製造方法 | |
| KR970001524B1 (ko) | 탄화규소(SiC) 분말의 제조방법 | |
| JPH0764580B2 (ja) | 窒素含有合成石英ガラス部材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |