KR100769441B1 - 나노스케일, 결정성 실리콘 분말 - Google Patents
나노스케일, 결정성 실리콘 분말 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100769441B1 KR100769441B1 KR1020067009671A KR20067009671A KR100769441B1 KR 100769441 B1 KR100769441 B1 KR 100769441B1 KR 1020067009671 A KR1020067009671 A KR 1020067009671A KR 20067009671 A KR20067009671 A KR 20067009671A KR 100769441 B1 KR100769441 B1 KR 100769441B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silicon powder
- sih
- crystalline silicon
- silane
- proportion
- Prior art date
Links
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 title claims abstract description 57
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 5
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AFRJJFRNGGLMDW-UHFFFAOYSA-N lithium amide Chemical compound [Li+].[NH2-] AFRJJFRNGGLMDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims 2
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001036 glow-discharge mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005004 MAS NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 2
- 229910000064 phosphane Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000005922 Phosphane Substances 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007805 chemical reaction reactant Substances 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000003002 phosphanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- -1 ruthetium Chemical compound 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
50 m2/g 이상의 BET 표면적을 갖는 응집된, 결정성 실리콘 분말은 1종 이상의 증기 또는 기체 실란 및 임의로 1종 이상의 증기 또는 기체 도핑 물질 및 불활성 기체를 반응기 내로 연속적으로 공급하고, 반응기 내에서 성분을 혼합하고 (실란의 비율은 실란, 도핑 물질 및 불활성 기체의 총량을 기준으로 0.1 내지 90 중량%임), 이 혼합물을 10 내지 1100 mbar의 압력에서 마이크로파 범위의 전자기파에 의한 에너지의 투입으로 생성된 플라즈마에 의해 반응을 시키고, 반응 혼합물을 냉각하고 반응 생성물을 기체 물질로부터 분말의 형태로 분리함으로써 제조된다. 이 분말은 전자 성분의 제조를 위해 사용될 수 있다.
응집된 결정성 실리콘 분말, 실란, 전자 성분
Description
본 발명은 나노스케일, 결정성 실리콘 분말, 이의 제조 및 용도에 관한 것이다.
나노스케일 실리콘 분말은 이의 특별한 광학적 및 전자적 특성 때문에 대단히 중요하다.
실란 (SiH4)의 열분해에 의한 실리콘의 제조는 공지이다. 미국 특허 제 4,661,335호에서 관형 반응기에서 500℃ 내지 700℃의 온도에서 실란의 열분해로 수득된, 저 밀도 및 1 내지 2 m2/g의 BET 표면적을 갖는 응집된, 고도의 다결정성 실리콘 분말이 기재된다. 상기 분말은 현재의 요건을 더 이상 충족시키지 않는다. 더구나 상기 방법은 미반응 실란의 고함량으로 인해서 경제적이지 않다.
문헌 [Laser Physics, Vol. 10, pp. 939-945 (2000) Kuz'min et al.]은 감압하에서 실란의 레이저-유도 분해에 의한 나노스케일 실리콘 생성물의 제조를 기재한다. 상기 방법으로 제조된 분말의 각 개별 입자는 3 내지 20 nm의 다결정성 코어와 150 nm 이하의 직경을 갖는 비정질 커버를 갖는다. 실리콘 분말의 표면에 관해서는 어떤 정보도 주어지지 않는다.
문헌 [J. Mater. Sci. Technol., Vol. 11, pp. 71-74 (1995) Li et al.]은 대기압하에서 희석 기체로서 아르곤의 존재하에서 실란의 레이저-유도 분해에 의한 응집된, 다결정성 실리콘 분말의 합성을 기재한다. 실리콘 분말의 표면에 관해서는 어떤 정보도 주어지지 않는다.
문헌 [Vacuum, Vol. 45, pp. 1115-1117 (1994) Costa et al.]은 표면이 높은 비율의 수소를 함유한 비정질 실리콘 분말을 기재한다. 이 실리콘 분말은 진공하에서 고주파(radio-frequency) 플라즈마 반응기에 의한 실란의 분해로 제조된다.
문헌 [Jap. J. Appl. Physics, Vol 41, pp. 144-146 (2002) Makimura et al.]은 진공하에서 수소 및 네온의 존재하에서 실리콘 타겟의 레이저 마모에 의한 수소-함유 실리콘 나노입자의 제조를 기재한다. 실리콘 나노입자가 결정성으로 존재하는지 또는 비정질형으로 존재하는지에 대한 어떤 정보도 주어지지 않는다.
EP-A-680384는 감압하에서 마이크로파 플라즈마에서 실란의 분해에 의해서 기판상에 비-다결정성 실리콘의 침착 방법을 기재한다. 실리콘의 표면 특성에 관해서는 어떤 정보도 주어지지 않는다.
고온-벽 반응기에서 응집된, 나노스케일 실리콘 분말을 제조하는 것은 공지이다 (Roth et al., Chem. Eng. Technol. 24 (2001), 3). 이 공정의 단점은 바람직한 결정성 실리콘이 고온 반응기 벽 상의 실란의 반응에 의해 형성된 비정질 실리콘과 함께 생성된다는 것이다. 추가로, 결정성 실리콘은 20 m2/g 미만의 낮은 BET 표면적을 가지므로 전자적 응용을 하기에는 통상적으로 너무 굵다. 더구나 상기 문헌에서는 도핑된 실리콘 분말을 수득하는 어떤 방법도 기재되지 않는다. 상 기 도핑된 실리콘 분말은 그들의 반도체 특성 때문에 전자 산업에서 매우 중요하다. 그러나 실리콘 분말이 반응기 벽상에 침착되어 절연체로 작용하는 것이 단점이다. 따라서 반응기 내의 온도 프로파일이 변하므로 제조된 실리콘 분말의 특성도 변한다.
선행 기술은 실리콘 분말에 강한 관심을 가졌다. 본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 해결하는 실리콘 분말을 제공하는 것이다. 특히, 실리콘 분말은 균일한 개질을 한 것이어야 한다. 이 분말은 전자 성분의 제조에서 소형화에 대한 증가하는 요구를 충족시킬 수 있어야 한다.
본 발명의 목적은 또한 이러한 분말의 제조 방법이다.
본 발명은 50 m2/g 이상의 BET 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 응집된, 결정성 실리콘 분말을 제공한다.
바람직한 실시양태에서 본 발명에 따른 실리콘 분말은 100 내지 700 m2/g, 특히 바람직하게는 200 내지 500 m2/g의 BET 표면적을 가질 수 있다.
"응집된"이라는 용어는 예컨데 반응에서 우선적으로 형성된 구형 또는 주로 구형인 일차 입자가 반응의 추가 과정 동안에 합쳐져서 응집체(aggregate)를 형성하는 것을 의미한다고 이해된다. 응집의 합체도는 공정 파라미터에 의해 영향을 받을 수 있다. 이러한 응집체는 반응의 추가 공정 동안 덩어리(agglomerate)를 형성할 수 있다. 일차 입차로 통상적으로 분해될 수 없거나 부분적으로만 분해되는 응집체에 반해서, 덩어리는 응집체의 단지 느슨한 응고물(concretion)을 형성한다.
"결정성"이라는 용어는 분말의 90% 이상이 결정성인 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 결정도는 알려진 결정도 및 결정 크기의 실리콘 분말과 본 발명에 따른 분말의 [111], [220] 및 [311] 신호의 세기를 비교하여 결정될 수 있다.
본 발명 내에서 95% 이상, 특히 바람직하게는 98% 이상의 결정성 비율을 갖는 실리콘 분말이 바람직하다. 결정성 상태의 특징으로서 격자 그리드 라인을 나타내는 일차 입자의 TEM 영상 및 개수의 평가가 결정도를 결정하는데 적합하다.
본 발명에 따른 실리콘 분말은 10 몰% 이하, 바람직하게는 1 내지 5 몰%의 수소 적재량(loading)을 가질 수 있다. NMR 스펙트로스코피 방법, 예를 들어 1H-MAS-NMR 스펙트로스코피, 또는 IR 스펙트로스코피가 포화도를 결정하는데 적합하다.
더구나 본 발명에 따른 실리콘 분말은 도핑될 수 있다. 바람직하게는, 인, 비소, 안티몬, 비스무트, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 유로퓸, 에르븀, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 툴륨, 이테르븀 또는 루테튬과 같은 원소가 도핑 성분, 특히 전자 성분에서 반도체로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘 분말 중 상기 원소의 비율은 1 중량% 이하일 수 있다. 통상적으로 도핑 성분이 ppm 또는 심지어는 ppb 범위로 함유되어 있는 실리콘 분말이 바람직할 수 있다. 1013 내지 1015개의 도핑 성분 원자/cm3가 바람직하다.
추가로 본 발명에 따른 실리콘 분말은 도핑 성분으로서 리튬을 함유하는 것 이 가능하다. 실리콘 분말 중 리튬의 비율은 53 중량% 이하일 수 있다. 20 중량%내지 40 중량%의 리튬을 갖는 실리콘 분말이 특히 바람직할 수 있다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 실리콘 분말은 도핑 성분으로서 게르마늄을 함유할 수 있다. 이 경우에 게르마늄의 비율은 40 중량% 이하이다. 10 내지 30 중량%의 게르마늄을 함유하는 실리콘 분말이 특히 바람직하다.
마지막으로, 원소 철, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플라티늄, 구리, 은, 금 및 아연도 실리콘 분말의 도핑 성분으로서 사용될 수 있다. 이들의 비율은 실리콘 분말의 5 중량% 이하이다.
이와 관련하여 도핑 성분은 분말 중에 균일하게 분포되거나, 또는 일차 입자의 커버 또는 코어에 농축되거나 삽입될 수 있다. 도핑 성분은 바람직하게는 실리콘의 격자 자리에 혼입될 수 있다. 이것은 실질적으로 도핑 물질 및 반응 조건의 성질에 의존한다.
"도핑 성분"이라는 용어는 본 발명의 내용 안에서는 본 발명에 따른 분말에 존재하는 성분을 의미하는 것으로 이해된다. "도핑 물질"이라는 용어는 도핑 성분을 수득하기 위한 공정에서 사용되는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명은 또한
- 1종 이상의 증기 또는 기체 실란 및 임의로 1종 이상의 증기 또는 기체 도핑 물질을,
- 불활성 기체와 함께
- 반응기로 연속적으로 전달하여 반응기 내에서 혼합하고, (여기서, 실란의 비율은 실란, 도핑 물질 및 불활성 기체의 총합을 기준으로 0.1 내지 90 중량%임)
- 10 내지 1100 mbar의 압력하에서 마이크로파 범위의 전자기파에 의한 에너지의 투입으로 플라즈마를 생성하고,
- 반응 혼합물을 냉각하고 반응 생성물을 기체 물질로부터 분말의 형태로 분리하는
것을 특징으로 하는, 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법은 매우 균일한 생성물을 제공하며 고 진공하에서 조작하는 방법에 비해서 높은 전환율을 허용하는 안정한 플라즈마를 생성하는 것을 특징으로 한다. 통상적으로 실란의 전환율은 98% 이상이다.
본 발명에 따른 방법은 기체 스트림 중 도핑 성분 함유물을 임의로 함유한 실란의 비율이 0.1 내지 90 중량%가 되도록 수행된다. 높은 실란 함량은 높은 처리량을 제공하므로 경제적으로 유용하다. 그러나 매우 높은 실란 함량을 가질 경우 더 큰 응집체의 형성이 예상된다. 1 내지 10 중량%의 실란 함량이 본 발명에서 바람직하다. 상기 농도에서 1 ㎛ 이하의 직경을 갖는 응집체가 통상적으로 수득된다.
본 발명에서 실란은 반응조건 하에서 실리콘, 수소, 질소 및(또는) 할로겐을 생성하는 실리콘-함유 화합물일 수 있다. 바람직하게는 SiH4, Si2H6 , ClSiH3, Cl2SiH2, Cl3SiH 및(또는) SiCl4가 사용될 수 있고, SiH4가 특히 바람직하다. 추가로 N(SiH3)3, HN(SiH3)2, H2N(SiH3), (H3Si)2NN(SiH3)2, (H3Si)NHNH(SiH3) 또는 H2NN(SiH3)2를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에서 도핑 물질은 공유 또는 이온 결합된 도핑 성분을 함유하고 반응 조건하에서 도핑 성분인 수소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소 및(또는) 할로겐을 생성하는 화합물일 수 있다. 바람직하게는 인, 비소, 안티몬, 비스무트, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 유로퓸, 에르븀, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 리튬, 게르마늄, 철, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플라티늄, 구리, 은, 금 또는 아연의 수소-함유 화합물이 사용될 수 있다. 디보란 및 포스판 또는 치환 포스판, 예를 들어 tBuPH2, tBu3P, tBuPh2P 또는 tBuPh2P 및 트리스메틸아미노포스판 ((CH3)2N)3P가 특히 바람직하다. 리튬이 도핑 성분으로 사용될 경우, 금속 리튬 또는 리튬 아미드 (LiNH2)를 도핑 물질로 사용하는 것이 가장 편리함이 입증되었다.
불활성 기체로 질소, 헬륨, 네온, 또는 아르곤이 주로 사용될 수 있으며, 아르곤이 특히 바람직하다.
에너지 투입은 제한되지 않는다. 에너지 투입은 바람직하게는 배면-산란, 비흡수 마이크로파가 최소이고 안정한 플라즈마가 형성되도록 선택되어야 한다. 통상적으로, 본 발명에 따른 방법에서, 투입 전력은 100 W 내지 100 KW, 특히 바람직하게는 500 W 내지 6 KW이다. 이와 관련하여, 입자 크기 분포는 방사된 마이크로파 에너지에 따라 변할 수 있다. 그러므로, 동일한 기체 조성 및 부피 유량의 경우, 더 높은 마이크로파 에너지는 더 작은 입자 크기 및 더 좁은 입자 크기 분포 를 생성할 수 있다.
도 1A는 220 및 360 W 방출 마이크로파 출력, 400 sccm의 총 부피 유량 및 0.375%의 SiH4 농도에서 시차 이동도 분석기(differential mobility analyser) (DMA)를 사용하여 결정된 입자 크기 분포를 제시한다. 더 작은 평균 입자 크기 및 더 예리한 입자 크기 분포에 추가로, 입자 분포의 시작은 더 작은 값으로 이동된다.
도 1B는 8000 sccm 총 부피 유량, 540 및 900 W의 방사 마이크로파 에너지, 및 0.375%의 SiH4 농도 하의 합성의 경우 초기 입자 성장을 상세하게 제시한다.
도 1A 및 도 1B는 정성적으로 동일한 결과를 제시한다. 둘을 비교하면 더 큰 부피 유량에서 필적하는 크기의 입자를 생성하기 위해서는 더 많은 에너지가 이용되어야 함이 명백하다. 측정 방법을 변화시키기 위해서는 상이한 희석 단계가 이용되어야 하기 때문에 플로팅된 수치는 서로 비교할 수 없다.
본 발명에 따른 방법에서 압력 범위는 10 mbar 내지 1100 mbar이다. 이것은 더 낮은 압력은 더 큰 표면적을 갖는 본 발명에 따른 실리콘 분말을 생성하는 반면, 더 높은 압력은 통상적으로 더 적은 BET 표면적을 갖는 본 발명에 따른 실리콘 분말을 생성한다는 것을 의미한다. 그러므로, 약 900 내지 1100 mbar에서는, 50 내지 150 g/m2의 BET 표면적을 갖는 실리콘 분말을 수득할 수 있지만, 100 mbar 이하에서는, 700 m2/g 이하의 BET 표면적을 갖는 넓은 표면적의 실리콘 분말을 수득할 수 있다.
본 발명에서 마이크로파 범위는 900 MHz 내지 2.5 GHz를 의미하며, 915 MHz의 주파수가 특히 바람직하다.
반응 혼합물의 냉각은 예를 들어 반응기의 외벽 냉각 또는 불활성 기체의 도입에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 임의로 불활성 기체와의 혼합물로 수소가 반응기 내로 추가로 도입되는 방식으로 수행될 수 있다. 수소의 비율은 1 내지 96 부피%일 수 있다.
10 내지 1100 mbar의 압력하에서 마이크로파 범위의 전자기파에 의한 에너지 투입으로 생성된 반응 혼합물이 열적으로 후-처리되도록 본 발명에 따른 방법을 수행하는 것이 추가로 유리할 수 있다. 본원에서 반응 혼합물은 본 발명에 따른 실리콘 분말 및 추가로 미반응 출발 물질뿐만 아니라 반응 생성물의 혼합물을 의미하는 것으로 이해된다.
실리콘 분말의 응집체 구조, BET 표면적 및 가능한 수소 함량은 열적 후-처리에 의해서 변화될 수 있다. 마찬가지로 열적 후-처리는 실리콘 분말의 결정도의 증가를 초래하거나 결정 격자의 결함 밀도를 감소시킬 수 있다.
열적 후-처리는 1종 이상의 도핑 물질의 존재하에서 수행될 수 있고, 도핑 물질은 불활성 기체 및(또는) 수소와 함께 도입될 수 있다.
특히 바람직하게 벽-가열형 고온-벽 반응기가 반응 혼합물의 열적 후-처리에 사용될 수 있고, 고온-벽 반응기는 선택된 도핑 물질이 분해되고 실리콘 분말 중에 도핑 성분으로서 혼입될 수 있도록 하는 치수를 갖는다. 반응기에 따라서, 고온-벽 반응기에서의 체류 시간은 0.1 초 내지 2 초, 바람직하게는 0.2 초 내지 1 초이다. 이러한 유형의 도핑은 바람직하게는 낮은 도핑도로만 사용된다. 고온-벽 반응기 내의 최대 온도는 바람직하게는 1000℃를 초과하지 않도록 선택된다.
반응 혼합물의 열적 후-처리에 추가로 10 내지 1000 mbar의 압력하에서 마이크로파 범위의 전자기파에 의한 에너지 투입과 이어서 냉각 및 기체 물질의 분리 후 존재하는 반응 생성물의 열적 후-처리에 의해 본 발명에 따른 실리콘 분말을 수득하는 것도 가능하다. 이와 관련하여 1종 이상의 도핑 물질의 존재하에서 열적 후-처리를 수행하는 것도 가능하다.
도 2A-C는 a = 실란, b = 불활성 기체, c = 도핑 물질, d = 수소인, 본 발명에 따른 방법의 가능한 실시양태를 도시한다. 추가로 A = 마이크로파 반응기, B = 열적 후-처리, C = 기체 반응 생성물로부터 실리콘 분말의 분리이다. 도핑 물질 c는 통상적으로 불활성 기체와 함께 도입된다. 도 2B 및 도 2C가 열적 후-처리를 포함하는 반면 도 2A는 마이크로파 반응기만 사용된 구성을 제시한다.
도 2A의 부분은 본 발명에 따른 방법을 위한 2가지 필수 구성 성분, 즉 실란 및 불활성 기체로부터 실리콘 분말의 제조를 제시한다. 추가로 도 2B는 마이크로파 반응기로부터 반응 혼합물의 열적 후-처리 및 실리콘 분말의 후속 분리를 도시한다.
도 2C는 이전 단계에서 기체 반응 생성물 및 출발 물질로부터 분리된 실리콘 분말의 열적 후-처리를 도시한다. 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 도 2A에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다.
본 발명은 또한 전자 성분, 전자 회로 및 전기 활성 충전제를 제조하기 위한 본 발명에 따른 분말의 용도를 제공한다.
분석: DIN 66131에 따라서 BET 표면적을 측정하였다. 글로우 방전 매스 스펙트로메트리(glow discharge mass spectrometry) (GDMS)를 사용하여 도핑도를 측정하였다. 1H-MAS-NMR 스펙트로스코피를 사용하여 수소 적재량을 측정하였다.
장치: 플라즈마를 생성하는데 마이크로파 발생기 (무기 컴퍼니(Muegge company))를 사용하였다. 터너(tuner) (3-rod tuner)를 사용하여 반응 공간에서 마이크로파의 촛점을 맞추었다. 10 mbar 내지 1100 mbar 이하의 압력 및 도파관의 디자인, 터너를 사용한 미세 조정 및 전극으로 사용되는 노즐의 정확한 위치 선정에 의한 100 내지 6000 W의 마이크로파 출력으로 안정한 플라즈마를 발생시켰다.
마이크로파 반응기는 플라즈마 적용기에서 사용된 30 mm 직경 (외경) 및 120 mm 길이의 석영 유리 튜브로 이루어진다.
고온-벽 반응기는 마이크로파 반응기의 하류에 연결될 수 있다. 이를 위해서, 길이가 600 mm인 더 긴 석영 유리 튜브를 사용하였다. 마이크로 반응기를 떠나는 혼합물은 외부 가열 구역 (약 30 mm의 길이)에 의해서 가열된다.
실시예 1:
아르곤 및 수소가 각각 1000 sccm인 혼합물뿐만 아니라 SiH4 100 sccm (분 당 표준 세제곱센티미터; 1sccm = 분당 0℃ 및 대기압의 1cm3 기체)과 아르곤 900sccm의 SiH4/아르곤 혼합물(혼합물 1)을 2-유체 노즐을 통해 마이크로파 반응기에 공급하였다. 기체 혼합물에 마이크로파 발생기로부터의 500 W의 출력을 공급하여 플라즈마를 생성하였다. 노즐을 통해 반응기를 떠나는 플라즈마 플레어는 반응기에 비해 큰 부피 약 20 l의 공간으로 확장한다. 상기 공간 및 반응기 내 압력을 200 mbar로 조정하였다. 하류에 연결된 필터 유닛에서 기체 물질로부터 고운 분말 생성물을 분리하였다.
수득된 분말은 130m2/g의 BET 표면적을 갖는다. 도 3은 실리콘 분말의 X-선 회절 다이아그램을 제시한다.
변경된 파라미터를 사용하여, 실시예 1과 유사하게 실시예 2 내지 7을 수행하였다. 표 1에 이것을 제시하였다.
실시예 5는 붕소-도핑된 실리콘 분말의 제조를 기재한다. 이를 위해서, 디보란/아르곤 혼합물 (아르곤 중 0.615% B2H6)을 혼합물 1로 추가로 혼합하였다. GDMS를 사용하여 측정된 도핑도는 첨가된 디보란의 양에 상응한다.
실시예 6은 인-도핑된 실리콘 분말의 제조를 기재한다. 이를 위해서, 트리-tert.-부틸포스판/아르곤 혼합물 (아르곤 중 0.02 % (tBu)3P)을 혼합물 1로 추가로 혼합하였다. GDMS를 사용하여 측정된 도핑도는 첨가된 트리-tert.-부틸포스판의 양에 상응한다.
실시예 7은 마이크로파 반응기 및 고온-벽 반응기의 조합을 사용한 실리콘 분말의 제조를 제시한다. 마이크로파 반응기 만을 사용하여 수행된 실시예 4에 비해서, 실리콘 분말의 BET 표면적은 약간 감소하였다. 추가로 2400 cm-1 및 2250 cm- 1 에서 IR 신호의 세기는 크게 감소하였고, 2100 cm-1에서 신호의 세기는 증가하였다.
본 발명에 따른 실리콘 분말의 장점은 실리콘 분말이 나노스케일, 결정성이고 넓은 표면적을 갖고, 도핑될 수 있다는 것이다. XRD 및 TEM 영상에 따르면 본 발명의 실리콘 분말은 비정질 성분이 없고 BET 표면적은 700 m2/g 이하의 값일 수 있다.
Claims (25)
- 50 m2/g 내지 700 m2/g의 BET 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- 제 1항에 있어서, BET 표면적이 100 내지 700 m2/g인 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- 제 1항에 있어서, 0 몰% 초과 10 몰% 이하의 수소 적재량(loading)을 갖는 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- 제 1항에 있어서, 인, 비소, 안티몬, 비스무트, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 유로퓸, 에르븀, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 툴륨, 루테튬, 리튬, 게르마늄, 철, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플라티늄, 구리, 은, 금 또는 아연으로 도핑되는 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- 제 4항에 있어서, 도핑 성분 인, 비소, 안티몬, 비스무트, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 유로퓸, 에르븀, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 툴륨, 이테르븀 및 루테튬의 비율이 0 중량% 초과 1 중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- 제 4항에 있어서, 도핑 성분 리튬의 비율이 0 중량% 초과 53 중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- 제 4항에 있어서, 도핑 성분 게르마늄의 비율이 0 중량% 초과 40 중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- 제 4항에 있어서, 도핑 성분 철, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플라티늄, 구리, 은, 금 및 아연의 비율이 0 중량% 초과 5 중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 응집된, 결정성 실리콘 분말.
- - 1종 이상의 증기 또는 기체 도핑 물질을 함유할 수 있는 1종 이상의 증기 또는 기체 실란, 및- 불활성 기체를- 반응기로 연속적으로 전달하여 반응기 내에서 혼합하고, (여기서, 실란의 비율은 실란, 도핑 물질 및 불활성 기체의 총합을 기준으로 0.1 내지 90 중량%임)- 10 내지 1100 mbar의 압력하에서 마이크로파 범위의 전자기파에 의한 에너지 투입으로 플라즈마를 생성하고,- 반응 혼합물을 냉각하고 반응 생성물을 기체 물질로부터 분말의 형태로 분리하는것을 특징으로 하는, 제 1항 내지 8항에 따른 실리콘 분말의 제조 방법.
- 제 9항에 있어서, 기체 스트림 중 도핑 성분 함유물을 함유할 수 있는 실란의 비율이 1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 실란이 SiH4, Si2H6, ClSiH3, Cl2SiH2, Cl3SiH 및 SiCl4로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 실란이 화합물 N(SiH3)3, HN(SiH3)2, H2N(SiH3), (H3Si)2NN(SiH3)2, (H3Si)NHNH(SiH3), H2NN(SiH3)2의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 도핑 물질이 인, 비소, 안티몬, 비스무트, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 유로퓸, 에르븀, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 리튬, 게르마늄, 철, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플라티늄, 구리, 은, 금 또는 아연의 수소-함유 화합물의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 도핑 물질이 리튬 금속 또는 리튬 아미드 (LiNH2)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 질소, 헬륨, 네온 또는 아르곤이 불활성 기체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 수소가 반응기 내로 추가로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 16항에 있어서, 수소의 비율이 1 내지 96 부피%인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 반응 혼합물이 열적 후-처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 18항에 있어서, 도핑 물질이 불활성 기체, 수소 또는 이들 둘다와 함께 도입되며, 1종 이상의 도핑 물질의 존재하에서 열적 후-처리가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 18항 또는 19항에 있어서, 반응 혼합물의 열적 후-처리가 벽-가열형 고온-벽 반응기에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 냉각 후 반응 생성물을 다시 열적 후-처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21항에 있어서, 열적 후-처리가 1종 이상의 도핑 물질의 존재하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10353996.4 | 2003-11-19 | ||
| DE10353996A DE10353996A1 (de) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | Nanoskaliges, kristallines Siliciumpulver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060092263A KR20060092263A (ko) | 2006-08-22 |
| KR100769441B1 true KR100769441B1 (ko) | 2007-10-22 |
Family
ID=34559700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020067009671A KR100769441B1 (ko) | 2003-11-19 | 2004-11-13 | 나노스케일, 결정성 실리콘 분말 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070172406A1 (ko) |
| EP (1) | EP1685065A1 (ko) |
| JP (1) | JP2007513041A (ko) |
| KR (1) | KR100769441B1 (ko) |
| CN (1) | CN100431954C (ko) |
| DE (1) | DE10353996A1 (ko) |
| IL (1) | IL175702A0 (ko) |
| RU (1) | RU2340551C2 (ko) |
| WO (1) | WO2005049491A1 (ko) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1444306B1 (de) * | 2001-11-13 | 2007-04-04 | Degussa GmbH | Härtbare und wieder lösbare klebeverbindungen |
| DE10353995A1 (de) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Degussa Ag | Nanoskaliges, kristallines Siliciumpulver |
| DE102004012682A1 (de) | 2004-03-16 | 2005-10-06 | Degussa Ag | Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Lasertechnik und Auftragen eines Absorbers per Inkjet-Verfahren |
| DE102004016766A1 (de) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Degussa | Nanoskalige Siliziumpartikel in negativen Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien |
| DE102004041747A1 (de) * | 2004-08-28 | 2006-03-02 | Degussa Ag | Indium-Zinn-Mischoxidpulver |
| DE102004041746A1 (de) * | 2004-08-28 | 2006-03-02 | Degussa Ag | Kautschukmischung, enthaltend nanoskalige, magnetische Füllstoffe |
| DE102005049136A1 (de) * | 2004-12-01 | 2006-06-08 | Degussa Ag | Zubereitung, enthaltend ein polymerisierbares Monomer und/oder ein Polymer und darin dispergiert ein superparamagnetisches Pulver |
| JP4981029B2 (ja) * | 2005-04-18 | 2012-07-18 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ナノスケールの無機粒子を含有する熱可塑性プラスチックからなる成形材料および成形体、該成形材料および成形体の製造法ならびにそれらの使用 |
| DE102005040157A1 (de) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Degussa Ag | Paste aus nanoskaligem Pulver und Dispergiermittel |
| EP1760045A1 (en) | 2005-09-03 | 2007-03-07 | Degussa GmbH | Nanoscale silicon particles |
| DE102005049718A1 (de) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Degussa Gmbh | Durch Schweißen im elektromagnetischen Wechselfeld erhältliche Kunststoffverbundformkörper |
| DE102005056286A1 (de) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Degussa Gmbh | Schweißverfahren mittels elektromagnetischer Strahlung |
| DE102005059405A1 (de) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Degussa Gmbh | Zinkoxid-Ceroxid-Kompositpartikel |
| DE102005060121A1 (de) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Degussa Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Zinkoxidpulver |
| DE102006007564A1 (de) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Röhm Gmbh | Nanoskalige superparamagnetische Poly(meth)acrylatpolymere |
| US20090010833A1 (en) * | 2006-11-28 | 2009-01-08 | Cima Nano Tech Israel Ltd. | Process for producing ultra-fine powder of crystalline silicon |
| DE102006059318A1 (de) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Evonik Degussa Gmbh | Poröses Silicium |
| WO2008108265A1 (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-12 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 半導体ナノ粒子の製造方法および半導体ナノ粒子 |
| DE102007014608B4 (de) | 2007-03-23 | 2017-04-06 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines porösen halbleitenden Films |
| DE102007039060B4 (de) * | 2007-08-17 | 2019-04-25 | Evonik Degussa Gmbh | Thermokraftelement oder Peltier-Elemente aus gesinterten Nanokristallen aus Silicium, Germanium oder Silicium-Germanium-Legierungen |
| EP2090638A1 (de) | 2008-02-12 | 2009-08-19 | Evonik Degussa GmbH | Lumineszierende Silicium-Nanopartikel |
| WO2009151489A2 (en) * | 2008-02-25 | 2009-12-17 | Corning Incorporated | Nanomaterial and method for generating nanomaterial |
| DE102008040827A1 (de) | 2008-07-29 | 2010-02-04 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Erzeugung eines partikelbasierten Transistors |
| DE102009033251A1 (de) | 2008-08-30 | 2010-09-23 | Universität Duisburg-Essen | Einlagerung von Silizium und/oder Zinn in poröse Kohlenstoffsubstrate |
| WO2010029894A1 (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-18 | チッソ株式会社 | 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 |
| DE102009024667A1 (de) | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Universität Duisburg-Essen | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters sowie Halbleiter und elektrisches Element |
| CN101559946B (zh) * | 2009-04-27 | 2011-01-05 | 浙江大学 | 利用等离子体制备硅纳米颗粒的方法及装置 |
| DE102011008814A1 (de) | 2011-01-19 | 2012-07-19 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Herstellung von einem Kohlenstoffträger mit auf der Oberfläche befindlichen nanoskaligen Siliciumpartikeln sowie ein entsprechender Kohlenstoffträger insbesondere für den Einsatz in Akkumulatoren |
| DE102011008815B4 (de) | 2011-01-19 | 2024-06-20 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Herstellung von einem Kohlenstoffträger mit auf der Oberfläche befindlichen nanoskaligen Siliciumpartikeln |
| EP2698196B1 (en) * | 2011-03-30 | 2014-12-17 | Kolesnik, Viktor Grigorjevich | Method for obtaining silicon and titanium by generating electromagnetic interactions between sio2 and fetio3 particles and magnetic waves |
| RU2460689C1 (ru) * | 2011-06-21 | 2012-09-10 | Закрытое акционерное общество "Институт прикладной нанотехнологии" | Способ получения бор-кремнийсодержащих наночастиц |
| DE102013205225A1 (de) | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Wacker Chemie Ag | Herstellung von Silicium enthaltenden nano- und mikrometerskaligen Partikeln |
| US20150372290A1 (en) * | 2013-05-30 | 2015-12-24 | Applejack 199 L,P., A California Limited Partnership | Hybrid silicon-metal anode using microparticles for lithium-ion batteries |
| RU2547016C2 (ru) * | 2013-06-03 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук | Способ получения наноразмерных структур кремния |
| CN104928761B (zh) * | 2014-03-19 | 2018-02-23 | 新特能源股份有限公司 | 一种硅片母合金的制备方法 |
| EP3025699A1 (de) * | 2014-11-28 | 2016-06-01 | Evonik Degussa GmbH | Verwendung von Silicium enthaltenden Partikeln zum Schutz von technischen Materialien vor UV-Strahlung |
| EP3025701A1 (de) * | 2014-11-28 | 2016-06-01 | Evonik Degussa GmbH | Nanokristalline siliciumpulver, verfahren zu dessen herstellung als auch deren verwendung |
| PL3196951T4 (pl) | 2016-01-21 | 2019-07-31 | Evonik Degussa Gmbh | Racjonalny sposób wytwarzania elementów termoelektrycznych za pomocą metalurgii proszkowej |
| WO2017183487A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 株式会社トクヤマ | 金属粉末の製造方法 |
| CN108101061A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-06-01 | 合肥开尔纳米能源科技股份有限公司 | 纳米硅粉的制备方法 |
| CN109824052A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-31 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种等离子化学气相反应制备单质纳米粉体的方法 |
| CN114031082B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-10-31 | 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 | 一种感应等离子热解硅烷制备纳米硅粉的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214489A2 (de) * | 1985-09-07 | 1987-03-18 | Hoechst Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Silicium und dessen Verbindungen in feinstteiliger Form |
| FR2591412A1 (fr) * | 1985-12-10 | 1987-06-12 | Air Liquide | Procede de fabrication de poudres et reacteur etanche a plasma micro-onde |
| KR20010016692A (ko) * | 1999-08-02 | 2001-03-05 | 최만수 | 레이저 가열에 의한 입자 소결 제어를 이용한 구형의 미세입자 제조방법 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334423A (en) * | 1993-01-28 | 1994-08-02 | United Solar Systems Corp. | Microwave energized process for the preparation of high quality semiconductor material |
| DE10140089A1 (de) * | 2001-08-16 | 2003-02-27 | Degussa | Superparamagnetische oxidische Partikel, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung |
| DE10153547A1 (de) * | 2001-10-30 | 2003-05-22 | Degussa | Dispersion, enthaltend pyrogen hergestellte Abrasivpartikel mit superparamagnetischen Domänen |
| EP1444306B1 (de) * | 2001-11-13 | 2007-04-04 | Degussa GmbH | Härtbare und wieder lösbare klebeverbindungen |
| DE10235758A1 (de) * | 2002-08-05 | 2004-02-26 | Degussa Ag | Dotiertes Zinkoxidpulver, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung |
| DE10343728A1 (de) * | 2003-09-22 | 2005-04-21 | Degussa | Zinkoxidpulver |
| AU2005218733A1 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Evonik Degussa Gmbh | Laser-weldable which are transparently, translucently or opaquely dyed by means of colorants |
| DE102004010504B4 (de) * | 2004-03-04 | 2006-05-04 | Degussa Ag | Hochtransparente lasermarkierbare und laserschweißbare Kunststoffmaterialien, deren Verwendung und Herstellung sowie Verwendung von Metallmischoxiden und Verfahren zur Kennzeichnung von Produktionsgütern |
| DE102004012682A1 (de) * | 2004-03-16 | 2005-10-06 | Degussa Ag | Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Lasertechnik und Auftragen eines Absorbers per Inkjet-Verfahren |
| DE102004041746A1 (de) * | 2004-08-28 | 2006-03-02 | Degussa Ag | Kautschukmischung, enthaltend nanoskalige, magnetische Füllstoffe |
| US7704586B2 (en) * | 2005-03-09 | 2010-04-27 | Degussa Ag | Plastic molded bodies having two-dimensional and three-dimensional image structures produced through laser subsurface engraving |
| JP4981029B2 (ja) * | 2005-04-18 | 2012-07-18 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ナノスケールの無機粒子を含有する熱可塑性プラスチックからなる成形材料および成形体、該成形材料および成形体の製造法ならびにそれらの使用 |
| DE102005040157A1 (de) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Degussa Ag | Paste aus nanoskaligem Pulver und Dispergiermittel |
| DE102005059405A1 (de) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Degussa Gmbh | Zinkoxid-Ceroxid-Kompositpartikel |
| DE102005060121A1 (de) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Degussa Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Zinkoxidpulver |
-
2003
- 2003-11-19 DE DE10353996A patent/DE10353996A1/de not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-11-13 WO PCT/EP2004/012889 patent/WO2005049491A1/en active Application Filing
- 2004-11-13 KR KR1020067009671A patent/KR100769441B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-11-13 JP JP2006540273A patent/JP2007513041A/ja not_active Abandoned
- 2004-11-13 CN CNB2004800340991A patent/CN100431954C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-11-13 RU RU2006121440/15A patent/RU2340551C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-11-13 US US10/579,762 patent/US20070172406A1/en not_active Abandoned
- 2004-11-13 EP EP04797875A patent/EP1685065A1/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-05-17 IL IL175702A patent/IL175702A0/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214489A2 (de) * | 1985-09-07 | 1987-03-18 | Hoechst Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Silicium und dessen Verbindungen in feinstteiliger Form |
| FR2591412A1 (fr) * | 1985-12-10 | 1987-06-12 | Air Liquide | Procede de fabrication de poudres et reacteur etanche a plasma micro-onde |
| KR20010016692A (ko) * | 1999-08-02 | 2001-03-05 | 최만수 | 레이저 가열에 의한 입자 소결 제어를 이용한 구형의 미세입자 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL175702A0 (en) | 2006-09-05 |
| RU2340551C2 (ru) | 2008-12-10 |
| RU2006121440A (ru) | 2008-01-10 |
| CN100431954C (zh) | 2008-11-12 |
| KR20060092263A (ko) | 2006-08-22 |
| JP2007513041A (ja) | 2007-05-24 |
| EP1685065A1 (en) | 2006-08-02 |
| WO2005049491A1 (en) | 2005-06-02 |
| DE10353996A1 (de) | 2005-06-09 |
| CN1882502A (zh) | 2006-12-20 |
| US20070172406A1 (en) | 2007-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100769441B1 (ko) | 나노스케일, 결정성 실리콘 분말 | |
| JP4607122B2 (ja) | ナノスケールの結晶質シリコン粉末 | |
| Gresback et al. | Synthesis and oxidation of luminescent silicon nanocrystals from silicon tetrachloride by very high frequency nonthermal plasma | |
| Zhou et al. | The fabrication and optical properties of highly crystalline ultra-long Cu-doped ZnO nanowires | |
| US20100221544A1 (en) | Nanoscale silicon particles | |
| Körmer et al. | Aerosol synthesis of silicon nanoparticles with narrow size distribution—Part 1: Experimental investigations | |
| US20120326089A1 (en) | Photoluminescent nanoparticles and method for preparation | |
| EP2332164A1 (en) | Low pressure high frequency pulsed plasma reactor for producing nanoparticles | |
| Li et al. | Rapid preparation of aluminum nitride powders by using microwave plasma | |
| Xing et al. | Thermal evaporation synthesis of zinc oxide nanowires | |
| Novikov et al. | Plasma chemical synthesis of aluminum nitride nanopowder | |
| US20100068114A1 (en) | Methods for preparing silicon germanium alloy nanocrystals | |
| TWI380951B (zh) | 多孔矽 | |
| JPWO2016031362A1 (ja) | トリクロロシランの製造方法 | |
| Zhou et al. | Fabrication and characterization of Zn-doped CdTe nanowires | |
| Cvelbar et al. | Large-Scale, Plasma-Assisted Growth of Nanowires | |
| Yang et al. | High efficiency preparation, structure and properties of silicon nano-crystals by induction plasma method | |
| KR101552175B1 (ko) | 플라즈마를 이용한 나노입자 제조방법 | |
| Zhu et al. | Synthesis of nanometer-sized SiC powders through chemical vapour deposition II. Effect of C2H4/SiH4 mole ratio | |
| CN116103752A (zh) | 高纯SiC晶体的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |