KR101202973B1

KR101202973B1 - 고 비저항의 탄화규소

Info

Publication number: KR101202973B1
Application number: KR1020107010920A
Authority: KR
Inventors: 앤듀르 지. 할레; 에드워드 에이. 페리
Original assignee: 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2012-11-20
Also published as: JP5730917B2; CN101896442A; US7727919B2; TWI378909B; JP2011502095A; US20090111678A1; CN105000888A; CN101896442B; WO2009058841A2; TW200930687A; JP2013082625A; JP5645665B2; WO2009058841A3; KR20100077203A; CN105000888B

Abstract

약 1e5Ωcm 이상의 비저항을 가지고, 결합된 질소 원자들로 이루어진 질소 함량을 약 200ppm 이하로 내부에 함유하는 재결정 탄화규소체를 제공한다.

Description

고 비저항의 탄화규소{HIGH RESISTIVITY SILICON CARBIDE}

본 개시는 일반적으로 탄화규소체에 관한 것으로, 특히 높은 전기 비저항을 가진 재결정 탄화규소체에 관한 것이다.

반도체 소자산업은 더 작은 소자를 생산하기 위한 요구, 특히는 웨이퍼 당 더 많은 소자를 생산하기 위한 요구에 직면하여 빠른 속도로 전진을 계속하고 있다. 이는 더 큰 면적의 웨이퍼 상에서 생산되는 더 작은 소자의 지속적인 개발로 이어졌으며, 자연스럽게 웨이퍼 당 더 많은 수의 소자를 허용함에 따라 생산량을 증가시켰다. 더 큰 면적의 웨이퍼 상에서 소자를 처리하는 동향에 더하여, 일부 업체들은 배치(batch) 공정 기술에서 벗어나 매엽식 웨이퍼 공정(SWP) 기술로 방향을 틀고 있다. 많은 제조업체들은 배치 공정에서 매엽식 웨이퍼 공정으로의 변경이 각 웨이퍼 상에서 제조되는 소자들에 대한 개선된 제어를 가능하게 한다는 것을 발견하였다. 게다가, 배치 공정에서 SWP로의 변경은 웨이퍼간 편차를 현저하게 감소시킨다. 따라서, 최첨단 소자에 요구되는 나노미터 크기의 층을 형성하는 경우에 공정제어는 필수이므로, SWP는 제조업체들이 생산량을 향상시킬 수 있게 한다. 더욱이, 한 번에 단 하나의 웨이퍼가 처리되기 때문에, 공정의 확장성이 배치 공정 플랫폼 보다 향상되며 그 결과 제조업체들은 증가된 크기의 웨이퍼를 더 유연성 있게 처리할 수 있다.

이들 플랫폼의 공급업체들은 SWP 플랫폼의 성능을 높여주는 구성요소를 꾸준히 조사하고 있다. 그러므로, 이러한 구성요소는 개선된 물리적 및 화학적 특성을 가지는 것은 물론 내구성과 기타 구성요소 및 처리대상 웨이퍼와의 양립성을 가지게 된다. 그럼으로써, 업계(특히 SWP 업계)는 SWP 플랫폼에 도입하기 위한 개선된 구성요소 및 소재를 지속적으로 요구하고 있다.

본 개시의 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조함으로써 당해 기술분야의 숙련자에 보다 잘 이해되고 명백해질 것이다.
도 1은 일 구현예에 따른 재결정 탄화규소체 형성 방법을 예시하는 순서도이다.
도 2는 다른 구현예에 따른 재결정 탄화규소체 형성 방법을 예시하는 순서도이다.
여러 도면에서 사용된 동일한 참조부호는 유사하거나 동일한 요소를 가리킨다.

도 1을 참조하면, 일 구현예에 따른 재결정 탄화규소체 형성 방법을 제공하는 순서도가 예시되어 있다. 본 방법은 조대 탄화규소 입자와 미세 탄화규소 입자를 배합하여 혼합물을 형성하는 단계 101에서 시작된다. 통상, 이들 조대입자와 미세입자는 분말과 같은 건조한 형태로 배합되어 건조상태의 혼합물을 형성한다. 하지만, 본원에 기술되는 바와 같이, 건조상태의 혼합물은 슬러리와 같은 습윤상태의 혼합물로 만들어질 수 있다. 이봉(bimodal) 입도분포 또는 심지어 삼봉(trimodal) 입도분포를 가지는 혼합물의 형성은 재결정화 공정을 통한 탄화규소체의 형성을 용이하게 한다.

탄화규소 입자의 평균입도와 관련하여, 일반적으로 조대한 탄화규소 입자의 평균입도는 약 30 마이크론 이상이다. 일 구현예에서, 조대한 탄화규소 입자의 평균입도는 예컨대 약 40 마이크론 이상, 또는 약 60 마이크론 이상, 또는 심지어 약 70 마이크론 이상이다. 또한, 조대한 탄화규소 입자의 평균입도는 일반적으로 약 300 마이크론을 초과하지 않는다.

미세한 탄화규소 입자의 평균입도에 관해서는, 일반적으로 미세한 탄화규소 입자의 평균입도는 조대한 탄화규소 입자의 평균입도보다 작다. 특히, 미세한 탄화규소 입자의 평균입도는 조대한 탄화규소 입자의 평균입도의 약 1/2 이하일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 미세한 탄화규소 입자의 평균입도는 약 15 마이크론 이하이다. 다른 구현예에서, 미세한 탄화규소 입자의 평균입도는 약 5 마이크론 이하로, 예컨대 약 2 마이크론 이하이거나 심지어는 약 1 마이크론 이하이다. 또한, 입자의 평균크기가 일반적으로 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 범위 내에 속하도록 미세한 탄화규소 입자의 평균입도를 한정한다.

일부 구현예에서는 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자를 중간크기 탄화규소 입자와 배합하여 삼봉 혼합물을 형성할 수 있다. 일반적으로, 중간크기 탄화규소 입자의 평균입도는 약 200 마이크론 미만, 보다 통상적으로는 약 100 마이크론 미만이다. 삼봉 혼합물의 측면에서, 중간크기의 탄화규소 입자는 예컨대 약 75 마이크론 이하, 또는 약 50 마이크론 이하, 또는 심지어 약 25 마이크론 이하와 같이 더 작은 평균입도를 가질 수 있다. 또한, 이러한 삼봉 혼합물에서 중간크기 탄화규소 입자의 평균입도는 일반적으로 약 1 마이크론 이상이다.

일반적으로, 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자의 배합은 각각 특정 함량의 미세 결정립(grain) 성분과 조대 결정립 성분을 이용하여 입자들을 배합시키는 단계를 포함한다. 그럼으로써, 일반적으로 혼합물에는 약 10 wt% 이상의 조대한 탄화규소 입자가 함유된다. 기타 구현예는 더 많은 함량의 조대입자를 이용함으로써, 혼합물이 약 30 wt% 이상, 또는 약 50 wt% 이상, 또는 심지어 약 75 wt% 이상의 조대한 탄화규소 입자를 함유하게 된다. 또한, 혼합물 내 조대한 탄화규소 입자의 함량은 일반적으로 약 80 wt% 이하로, 특히 약 20 wt% 내지 약 70 wt%의 범위 내에 속한다.

따라서, 혼합물 내 미세한 탄화규소 입자의 함량은 일반적으로 약 10 wt% 이상, 보다 구체적으로는 약 30 wt% 이상이다. 기타 구현예는 혼합물 내에, 예컨대 약 50 wt% 이상 또는 약 75 wt% 이상과 같이 더 많은 함량의 미세한 탄화규소 입자를 이용한다. 통상, 혼합물에는 미세한 탄화규소 입자가 약 80 wt% 이하로, 특히 약 20 wt% 내지 약 70 wt%의 범위 내로 함유된다.

삼봉 혼합물의 측면에서, 중간크기 탄화규소 입자의 일부를 혼합물에 첨가할 수 있다. 이러한 혼합물에서 중간크기 탄화규소의 함량은 일반적으로 약 10 wt% 이상이다. 기타 구현예는 혼합물 내에, 예컨대 약 20 wt% 이상 또는 약 40 wt% 이상과 같이 더 많은 함량의 중간크기의 입자를 이용한다. 통상, 삼봉 혼합물에는 중간크기 탄화규소 입자가 약 75 wt% 이하로 함유된다.

조대한 탄화규소 입자 및 미세한 탄화규소 입자와 더 관련하여, 통상 이러한 입자들은 탄화규소 소재가 낮은 함량의 불순물(특히 금속원소를 함유하지 않음)을 가지도록 얻어진다. 그럼으로써, 탄화규소 소재의 순도는 일반적으로 순수 탄화규소가 약 97% 이상이거나 심지어는 순수 탄화규소가 약 99.9% 이상이다. 특정의 일 구현예에 따르면, 탄화규소 입자의 순도는 순수 탄화규소가 약 99.99% 이상이다.

미세한 탄화규소 입자와 조대한 탄화규소 입자의 배합은 이러한 입자들을 건조상태의 혼합물이나 또는 습윤상태의 혼합물로 배합시키는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자의 배합은 습윤상태의 혼합물 또는 슬러리의 형성 단계를 포함한다. 슬러리의 형성은 예를 들어 슬립주조(slip casting) 공정 같은 특정의 성형 공정들을 용이하게 할 수 있다. 그럼으로써, 슬러리는 미세한 탄화규소 입자와 조대한 탄화규소 입자와, 잠재적으로 중간크기의 입자를 액체 담체에 포함하게 되며, 여기서 담체는 유기재료이거나 무기재료일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 액체 담체는 수용성으로, 다시 말해서 슬러리는 물과 혼합된, 탄화규소 입자의 건조상태 혼합물을 함유한다. 특히, 슬러리는 액체 담체 이외에도, 적합한 슬러리 유동학과 화학작용을 촉진시키는 유기성 또는 무기성 화합물(예를 들어 계면활성제와 결합제)로 이루어진 기타 첨가제를 함유할 수 있다.

습윤상태의 혼합물 형성과 더 관련하여, 슬러리 내의 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자로 이루어질 수 있는 건조성분의 비율은 일반적으로 슬러리 총 중량의 50 wt% 이하이다. 특정의 일 구현예에 따르면, 슬러리 내 건조성분의 비율은 40 wt% 이하로, 예컨대 약 30 wt% 이하이거나 약 20 wt% 이하이다. 따라서, 슬러리 내 건조성분의 비율은 통상 약 5 wt% 이상이다. 그럼으로써, 슬러리 내의 액체 담체의 함량은 일반적으로 약 10 wt% 이상이다. 일 구현예에서, 슬러리 내의 액체 담체의 함량은 약 30 wt% 이상으로, 예컨대 약 50 wt% 이상이거나 심지어는 약 75 wt% 이상이다. 일반적으로, 슬러리 내의 액체 담체의 함량은 약 20 wt% 내지 약 80 wt%의 범위 내에 속한다.

본 방법은, 혼합물을 성형(shaping)하여 생소지 성형품(green article)을 형성하는 단계 103으로 이어진다. 일반적으로, 성형 공정은 주조, 금형, 압출, 프레싱 또는 이들의 조합과 같은 공정들을 포함할 수 있다. 성형 공정은 형성되는 혼합물의 유형(다시 말해, 습윤상태의 혼합물 또는 건조상태의 혼합물)에 따라 어느 정도 결정된다. 특정의 일 구현예에 따르면, 성형 공정은, 중간크기의 입자도 아니라면 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자를 함유하는 슬러리를 주형 주조에 부어서 특정한 외형을 가지는 생소지 성형품을 형성하는 주조 공정, 보다 구체적으로는 슬립주조 공정을 포함한다.

혼합물을 성형하여 생소지 성형품을 형성한 이후, 생소지 성형품에 적합한 강도를 제공하기 위해 본 방법은 통상 건조 공정을 포함한다. 건조 공정은 생소지 성형품을 낮은 습도 분위기에서 고온에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 생소지 성형품을 건조시키는 일은 통상 생소지 성형품을 실온(22℃)보다 높은 온도이되, 대체로 약 200℃ 미만이거나 일부 경우에는 약 100℃ 미만의 온도에서 건조시키는 단계를 포함한다. 통상, 건조 기간은 약 2일 미만으로, 예컨대 1일 미만이거나 심지어는 약 12시간 미만이다.

건조 공정시, 생소지 탄화규소 성형품이 다소 선형 수축될 수 있지만, 이러한 수축은 기타 성형 방법에 비해 극미할 수 있다. 일반적으로, 선형 수축량은 5% 이하이다. 기타 구현예서는 약 3% 이하이거나 심지어는 약 1% 이하로 수축이 더 적을 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 단계 103에서 생소지 성형품을 성형한 이후에, 본 방법은 생소지 성형품을 승화온도까지 가열하여 재결정 탄화규소(ReSiC)체를 형성하는 단계 105로 이어진다. 본원에 사용된 바와 같이, 특히 승화온도의 측면에서,"가열"이란 용어는 미세한 탄화규소 입자가 기체상태로 승화한 후 조대한 탄화규소 입자 상에 재결정화되어 ReSiC체를 형성하게 되는 가열 온도를 가리킨다. 일반적으로, 승화온도는 통상 약 1700℃를 초과한다. 일 구현예에 따르면, 승화온도는 약 1800℃를 초과하며, 예컨대 1900℃를 초과하거나 심지어는 약 2000℃를 초과한다. 통상, 승화온도는 약 2500℃ 이하이다.

생소지 성형품의 가열시, 본 가열 공정은 승화를 촉진시키는 감압 분위기에서 수행될 수 있다. 그럼으로써, 이 분위기에서의 압력은 일반적으로 약 25 Torr 이하이다. 다른 구현예에 따르면, 가열 공정은 약 20 Torr 이하의 압력에서, 예컨대 약 15 Torr 이하이거나 심지어는 약 10 Torr 이하의 압력에서 수행된다. 그럼으로써, 압력은 통상 약 4 Torr 내지 약 15 Torr의 범위 내에, 보다 구체적으로는 약 4 Torr 내지 약 12 Torr의 범위 내에 속하게 된다.

분위기와 더 관련하여, 통상, 가열시 분위기에는 정상 분위기 가스와는 다른 가스 또는 이들 가스의 혼합물이 함유된다. 다시 말해, 가열 공정 이전에 정상 분위기를 퍼징하여 적합한 가스로 대체시킨다. 특히 적합한 가스로는 비활성 가스 또는 비활성 가스류의 조합물, 보다 구체적으로는 희가스가 있다. 특정의 일 구현예에 따르면, 가열시 분위기에는 분위기의 약 90 vol% 이상을 차지할 정도의 아르곤이 함유된다.

더욱이, 비활성 가스와 같은 적합한 가스류로 이루어진 분위기를 제공하는 것 이외에도, 가열시 이들 가스가 챔버 내를 유동하도록 할 수 있다. 특정의 일 구현예에 따르면, 비활성 가스는 가열로(furnace)의 체적이 약 1m³ 이상, 보다 구체적으로는 1.25m³(직경이 52인치이고 깊이가 36인치임)인 경우, 챔버 내를 약 2 SLPM(분당 표준 리터) 이상의 유량으로 유동될 수 있다. 다른 구현예에서는, 유량이 약 4 SLPM 이상, 또는 약 6 SLPM 이상, 또는 심지어 약 8 SLPM 이상으로 더 크다. 일반적으로, 높은 유량의 비활성 가스는 공정조건을 향상시킨다. 또한, 특정의 일 구현예에 따르면, 약 1.25m³의 체적을 가진 가열로를 위한 유량은 약 20 SLPM 이하이다.

특히, 가열시 분위기에는 저함량의 질소가 함유된다. 일 구현예에 따르면, 질소의 농도가 약 15ppm 이하가 될 정도로 챔버 내 질소의 함량을 감소시킨다. 기타 구현예에서는 약 12ppm 이하, 또는 약 10ppm 이하, 또는 심지어 약 8ppm 이하와 같이 더 낮은 농도의 질소가 이용될 수 있다. 일반적으로, 분위기 내의 낮은 질소 농도는 공정조건과, 적합한 성형품의 형성을 향상시킨다. 또한, 특정의 일 구현예에서, 질소 농도는 약 1ppm 이상이다.

통상, 가열 공정은 승화온도에서 약 30분 이상의 기간 동안 수행된다. 일 구현예에 따르면, 승화온도에서의 가열 공정은 약 1시간 이상, 예컨대 약 4시간 이상이나 심지어는 약 8시간 이상의 기간 동안 수행된다. 본원에서의 구현예들에 이용되는 승화온도에서의 가열 기간은 통상 약 1시간 내지 8시간 범위 내이며, 대체로 약 12시간 이하이다.

재결정 SiC체를 형성하기 위한 가열시, 재결정 SiC체는 약간 선형 수축된다. 적은 선형 수축량은 거의 망 형태의 성형품의 형성을 용이하게 하며 후공정 성형 및 절삭 가공을 줄인다. 일반적으로, 선형수축률은 약 3% 이하이다. 실제로, 가열시 ReSiC체의 선형수축률은 약 2% 이하, 약 1% 이하 또는 심지어 약 0.5% 이하와 같이 더 적을 수 있다. 통상, 가열시 ReSiC체의 선형수축률은 약 0.1% 내지 약 3%의 범위 내에 속한다.

도 1에 개략적으로 기술된 방법을 통해 형성되는 재결정 탄화규소체는 고-비저항 재결정 탄화규소체이다. 다시 말해, ReSiC체의 비저항은 300K에서 약 1e5Ωcm 이상이다. 특정의 일 구현예에서, ReSiC체의 비저항은 (300K에서) 약 1e6Ωcm 이상으로, 예컨대 약 1e7Ωcm 이상이거나 심지어는 약 1e8Ωcm 이상이다. 일반적으로, ReSiC체의 비저항은 (300K에서) 약 1e5Ωcm내지 약 1e12Ωcm의 범위 내에 속하고, 보다 구체적으로는 (300K에서) 약 1e7Ωcm 내지 약 1e11Ωcm의 범위 내에 속한다. 본원에 제공된 이들 비저항값 모두가 ASTM 4496에 근거하여 구한다는 것을 이해할 것이다.

도 1에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체와 더 관련하여, 통상, ReSiC체 내 질소 함량은 200ppm 이하이다. 본원에 사용된 바와 같이, "질소 함량" 이란 용어는 ReSiC체 내의 결합(e.g., 공유결합)된 질소 원자들의 함량을 가리킨다. 앞서 제공된 바와 같이, ReSiC체의 질소 함량은 일반적으로 약 200ppm 이하이며, 심지어는 약 150ppm 이하이다. 특정의 일 구현예에 따르면, ReSiC체의 질소 함량은 예컨대 약 100ppm 이하, 또는 약 75ppm 이하, 또는 심지어 약 50ppm 이하와 같이 더 낮다. 질소 함량은 통상 약 1ppm 내지 약 150ppm의 범위 내에 속한다.

ReSiC체는 일반적으로 다중 결정립들을 포함하는 다결정 구조를 가지고 있다. 일반적으로, ReSiC체 내 탄화규소 결정립의 평균 결정립 크기는 약 0.5 마이크론 이상이다. 또한, 기타 구현예는 더 큰 결정립들을 가진 다결정체를 이용함으로써, 평균 결정립 크기가 약 50 마이크론 이상, 또는 약 75 마이크론 이상, 또는 심지어 약 100 마이크론 이상이 된다. 통상, 평균 결정립 크기는 약 20 마이크론 내지 약 200 마이크론의 범위 내에 속한다.

일반적으로 ReSiC체는 개기공과 폐기공을 포함하는 기공 함량을 가진다. 그럼으로써, ReSiC체의 기공률은 통상 ReSiC체 전체 체적의 약 5 vol% 이상이다. 일 구현예에서는 기공률이 약 8 vol% 이상으로, 예컨대 약 10 vol% 이상이거나 심지어는 약 12 vol% 이상이다. 통상, ReSiC체의 기공률은 약 5 vol% 내지 약 25 vol%의 범위 내에 속하며, 대체로 기공률은 약 50 vol% 이하이다.

더욱이, ReSiC체는 특정한 밀도(예컨대 약 2.9 g/cc 이하)를 가질 수 있다. 다른 구현예에서는, 밀도가 약 2.8 g/cc 이하이거나 심지어는 약 2.7 g/cc 이하와 같이 더 작다.

형성된 재결정 성형품과 더 관련하여, ReSiC체의 열전도도는 통상 약 30 Watts/mK 이하이다. 일 구현예에 따르면, ReSiC체의 열전도도는 약 28 Watts/mK 이하로, 예컨대 약 26 Watts/mK 이하이다. 통상, ReSiC체의 열전도도는 약 20 Watts/mK 내지 약 26 Watts/mK의 범위 내에 속한다.

ReSiC체의 기계적 성질에 관해서, 적합한 기계적 성질들 덕분에 특정 분야에서의 ReSiC체 사용이 용이해진다. 일반적으로 ReSiC체의 휨파괴계수(MOR)는 약 300 MPa 이하이다. 특히, ReSiC체의 MOR은 일반적으로 약 250 MPa 이하로, 예컨대 약 225 MPa 이하이거나 심지어는 약 150 MPa 이하이다. 일 구현예에 따르면, ReSiC체의 MOR은 약 100 MPa 내지 약 200 MPa의 범위 내에, 보다 구체적으로는 100 MPa 내지 150 MPa의 범위 내에 속한다.

그 외에, ReSiC체는 약 350 GPa 이하의 휨탄성계수(MOE)를 가질 수 있다. 일 구현예에 따르면, ReSiC체의 MOE는 약 325 GPa 이하로, 예컨대 약 300 GPa 이하이거나 심지어는 약 250 GPa 이하이다. 일 구현예에서, ReSiC체의 MOE는 약 200 GPa 내지 약 250 GPa의 범위 내에 속한다.

ReSiC체의 열팽창계수(CTE)는 통상 약 4.2X10^-6/℃ 이상이다. 기타 구현예에 따르면, ReSiC체의 CTE는 4.5X10^-6/℃ 이상이거나 심지어는 약 4.7X10^-6/℃ 이상으로 더 클 수 있다. 일반적으로, ReSiC체의 CTE는 약 5X10^-6/℃ 미만이며, 보다 구체적으로는 약 4.5X10^-6/℃ 내지 약 4.9X10^-6/℃의 범위 내에 속한다.

도 1에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체와 더 관련하여, ReSiC체는 일반적으로 저함량의 특정 금속 종들을 포함한다. 특정의 일 구현예에 따르면, ReSiC체 내 결합된 알루미늄 원자들의 알루미늄 함량은 약 200ppm 이하이다. 특히, 알루미늄 함량은 100ppm 이하, 또는 약 50ppm 이하, 또는 심지어 약 25ppm 이하와 같이 더 적을 수 있다. 통상, ReSiC체 내 알루미늄 함량은 약 5ppm 내지 약 200ppm의 범위 내에 속한다.

도 1의 방법에 따르면, ReSiC체 내 붕소 함량은 일반적으로 약 50ppm 이하와 같이 낮다. 기타 ReSiC체에는 약 40ppm 이하, 또는 약 30ppm 이하, 또는 심지어 약 20ppm 이하의 붕소가 함유되기도 한다. 도 1의 방법에 따라 형성된 ReSiC체의 붕소 함량은 통상 약 1ppm 내지 약 50ppm의 범위 내에 속한다.

ReSiC체는 매엽식 웨이퍼 공정 장치에 사용되는 웨이퍼 지지 성형품와 같은 특정 용도에 적합한 치수를 가질 수 있다. 그럼으로써, ReSiC체는 길이와 폭과 두께 치수들을 가진다. 특히, 이들 치수는 다음과 같은 관계에 있으며: 길이≥폭≥두께, 보다 구체적으로는 폭이 두께보다 종종 더 크다. 도 1에 제공된 방법에 따라 형성된 성형품에 대해, 일반적으로 이러한 ReSiC체의 두께는 약 30mm 이하이다. 보다 구체적으로, 이러한 재결정 탄화규소체의 두께는 일반적으로 약 20mm 이하로, 예컨대 약 15mm 이하이거나 심지어는 약 10mm 이하이다.

도 1에 제공된 공정들 이외에도, ReSiC체의 형성 방법은 ReSiC체의 일부 위에 배치되는 상부(top portion)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 상부는 ReSiC체에 덧씌워지는(overlying)(특히 ReSiC체와 직접 접촉됨) 막 또는 층으로서 제공될 수 있다. 상부는, 예를 들어 공작물의 상부표면의 치밀화를 개선하고, 공작물의 입자 박락현상과 잠재적인 오염을 감소시킴으로써 기계적 안정성을 조장한다. 또한 상부는, 특히 ReSiC체와 접촉되는 공작물을 오염시킬 수 있는 일부 기본 구성 종들의 함량을 감소시킴으로써 개선된 화학성 안정성을 제공할 수 있다. 상부의 형성 단계는 ReSiC체의 선택된 표면 위에, 또는 선택적으로 대부분의 ReSiC체 위에 재료층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 그럼으로써, 상부는 일반적으로 약 20% 이상의 ReSiC체 상부 표면 영역을 덧씌우게 된다. 기타 구현예에 따르면, 상부는 더 큰 비율, 예컨대 약 50% 이상, 또는 약 80% 이상, 또는 심지어 약 95% 이상의 ReSiC체 표면 영역을 덧씌울 수 있다. 특정의 일 구현예에 따르면, 상부는 ReSiC체의 전체 유효 표면층을 덧씌운다.

상부의 형성 단계는 후막 증착 공정이나 박막 증착 공정과 같은 증착 공정을 포함할 수 있다. 적합한 박막 증착 공정으로는 예를 들어 기상증착 공정(예컨대 화학기상증착 공정(CVD)), 또는 선택적으로 분무(spraying) 공정이 포함될 수 있다. 특정의 일 구현예에 따르면, 분무 공정으로는 화염 분무 공정, 특히 플라즈마 분무 공정이 포함될 수 있다. 선택적으로, 증착공정은 스퍼터링 공정을 포함할 수 있다.

일반적으로, 상부의 평균두께는 10 마이크론 이상이다. 일 구현예에 따르면, 상부의 평균두께는 약 15 마이크론 이상으로, 예컨대 약 20 마이크론 이상, 약 100 마이크론 이상, 또는 심지어 약 500 마이크론 이상이다. 일반적으로, 상부의 평균 두께는 약 10 마이크론 내지 약 1mm의 범위 내에 속한다.

그 외에도, 상부는 일반적으로 ReSiC체의 기공률보다 적은 기공률을 가진 치밀층(dense layer)일 수 있다. 그럼으로써, 상부의 기공률은 일반적으로 약 5 vol% 이하로, 예컨대 약 3 vol% 이하이거나 심지어는 약 1 vol% 이하이다. 특히, 치밀한 상부를 형성함으로써 입자의 생성을 억제시키는 일이 용이해질 수 있다.

도 2를 참조하면, 다른 구현예에 따른 재결정 탄화규소체의 형성 방법을 예시하는 흐름도가 제공되어 있다. 본 방법은 조대 탄화규소 입자와 미세 탄화규소 입자와 붕소-함유 화합물을 배합하여 혼합물을 형성하는 단계 201에서 시작된다. 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자와 관련하여, 이들 입자의 배합은 도 1에 제공된 구현예에 따라 이전에 개략적으로 기술된 바와 같은 동일한 공정 변수들을 포함할 수 있다. 게다가, 본 구현예에서 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자는 전술된 바와 같은 동일한 특성들을 가질 수 있다. 또한, 이러한 혼합물에 중간크기의 탄화규소 입자가 포함됨으로써 전술한 바와 같은 삼봉 혼합물이 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

붕소-함유 화합물은 일반적으로 무기재료이다. 일 구현예에 따르면, 붕소-함유 화합물을 세라믹 재료이며, 특히 적합한 세라믹 재료로는 탄화붕소, 질화붕소, 산화붕소, 붕화물 또는 이들의 조합물과 같은 재료들이 포함될 수 있다. 특정의 일 구현예에서, 붕소-함유 화합물은 탄화붕소이다. 특정의 다른 구현예에서, 붕소-함유 화합물은 질화붕소이다.

일반적으로, 붕소-함유 화합물은 혼합물 내 성분들의 건조중량을 기준으로 할 때 약 1 wt% 이하의 함량으로 혼합물 내에 존재한다. 다른 구현예에서, 붕소-함유 화합물의 함량은 약 0.5 wt% 이하로, 예컨대 약 0.1 wt% 이하이거나 심지어는 약 0.05 wt% 이하이다. 혼합물이 전술된 바와 같은 함량의 미세한 탄화규소 입자와 조대한 탄화규소 입자를 각각 함유할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

특히, 혼합물은, 슬러리를 형성하기 위해 조대한 탄화규소 입자와 미세한 탄화규소 입자와 붕소-함유 화합물을 포함하는 건조 성분들이 액체 담체와 혼합하도록 습윤상태의 혼합물일 수 있다. 슬러리는 전술된 변수들에 따라 형성될 수 있다.

도 2를 다시 참조하면, 단계 201에서 입자들을 배합한 이후, 본 방법은 혼합물을 성형하여 생소지 성형품을 형성하는 단계 203으로 이어진다. 생소지 성형품의 성형은 주조, 금형, 압출, 프레싱 및 이들의 조합과 같은 공정들을 포함할 수 있다. 특정의 일 구현예에 따르면, 생소지 성형품은 주조 공정, 보다 구체적으로는 슬립주조 공정을 통해 성형된다. 특히, 생소지 성형품의 형성 단계는 전술한 바와 같이 건조 공정을 또한 포함할 수 있다.

단계 203에서 생소지 성형품을 성형한 이후에, 본 방법은 생소지 성형품을 승화온도까지 가열하여 재결정 탄화규소체를 형성하는 단계 205로 이어진다. 특히, 본 구현예에 따르면, 재결정 탄화규소(ReSiC)체는 통상 약 1800℃ 이상인 승화온도에서 형성된다. 다른 구현예에 따르면, 승화온도는 1900℃ 이상이거나 약 2000℃ 이상이다. 따라서, 본 구현예에 따라 형성된 ReSiC체를 위한 승화온도는 일반적으로 약 1900℃ 내지 약 2500℃의 범위 내에 속한다.

가열 공정은 일반적으로 감압 분위기에서 수행됨으로써, 가열시 챔버 내의 압력이 약 25 Torr 이하가 된다. 특정의 일 구현예에 따르면, 가열시 챔버 내의 압력은 약 20 Torr 이하로, 예컨대 약 15 Torr 이하, 약 10 Torr 이하, 또는 심지어 약 8 Torr 이하이다. 일반적으로, 가열시 챔버 내의 압력은 약 4 Torr 내지 약 15 Torr의 범위 내에 속한다.

일반적으로, 가열 공정은 약 30분 이상의 기간 동안 수행된다. 본원에 제공된 기타 구현예에 따르면, 가열 공정은 일반적으로 1시간 이상, 예컨대 약 2시간 이상, 약 4시간 이상, 또는 심지어 약 8시간 이상의 기간 동안 수행된다. 일반적으로, 가열 공정은 약 2시간 내지 약 8시간, 통상 약 12시간 이하의 기간 동안 수행된다.

그럼으로써, 성형시, 특히는 ReSiC체의 가열시, ReSiC체는 약간(예컨대 약 5% 이하) 선형 수축되며, 일 구현예에 따르면 가열시 ReSiC체의 선형수축률은 약 3% 이하로, 예컨대 약 2% 이하이거나 심지어는 약 1% 이하이다. 일반적으로, 가열시 ReSiC체의 선형수축률은 적으며, 예컨대 약 0.1% 내지 약 3%의 범위 내에 속한다.

탄화규소 성형품의 성질과 관련하여, 도 2에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체는 일반적으로 특정 붕소 함량을 가진 고 비저항 탄화규소체이다. 일 구현예에 따르면, ReSiC체의 비저항은 (300K에서) 약 1e5Ωcm 이상이다. 특정의 일 구현예에서, ReSiC체의 비저항은 (300K에서) 약 1e6Ωcm 이상으로, 예컨대 약 1e7Ωcm 이상이거나 심지어는 약 1e8Ωcm 이상이다. 일반적으로, ReSiC체의 비저항은 (300K에서) 약 1e5Ωcm 내지 약 1e12Ωcm의 범위 내에 속하고, 보다 구체적으로는 (300K에서) 약 1e7Ωcm 내지 약 1e11Ωcm의 범위 내에 속한다.

게다가, 도 2에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체는 특정 붕소 함량을 가진다. 본원에 사용된 바와 같이, "붕소 함량" 이란 용어는 재결정 탄화규소체 내의 결합된 붕소 원자들의 함량을 가리킨다. 특히, ReSiC체의 붕소 함량은 약 500ppm 이하이다. 일 구현예에 따르면, 붕소 함량은, 약 400ppm 이하, 300ppm 이하, 또는 약 200ppm 이하와 같이 더 적다. 본원 명세서의 구현예들에 따르면, 붕소 함량은 약 50ppm 내지 약 200ppm의 범위 내, 보다 구체적으로는 약 50ppm 내지 약 150ppm의 범위 내에 속한다.

도 2에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체는 도 1과 관련된 구현예들에 따라 기술된 바와 동일한 특성들(예컨대, MOR, MOE 및 CTE)을 가질 수 있다. 그 외에, 도 2에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체는 전술된 것과 같은 특성들을 가지며, 특히 도 1에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체에 따라 이전에 개시된 것과 동일한 기공률, 수축률, 밀도, 열전도도 및 결정립 크기를 가진다.

ReSiC체는 길이와 폭과 두께 치수들을 가질 수 있으며, 이들은 일반적으로 다음과 같은 관계에 있다: 길이≥폭≥두께. 보다 구체적으로, 길이는 통상 형성된 성형품의 최장 치수인 반면에 폭은 일반적으로 두 번째 최장 치수로서 두께보다 크다. 두께는 일반적으로 최단 치수이고, 보다 전형적으로는 폭보다 작다. 일 구현예에서, 도 2에 제공된 방법에 따라 형성된 ReSiC체의 두께는 약 5mm 이상이다. 실제로, 이 방법에 따라 형성된 ReSiC체는 더 큰 두께(예컨대 약 10mm 이상, 약 20mm 이상, 또는 심지어 30mm 이상)를 가진 강건한 성형품을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이 방법에 따라 형성된 성형품은 약 10mm 내지 약 100mm의 범위 내에 속하는 두께를 가진다.

또한, 재결정 탄화규소체의 형성 이외에도, 본 방법은 상부(top portion)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상부의 형성단계는 이전 구현예들에 제공된 것과 같은 공정들 및 특징들을 포함할 수 있다. 이러한 상부는 증착공정이나 함침공정에 의해 형성될 수 있으며, 특히 탄화물, 구체적으로는 탄화규소와 같은 무기재료를 포함할 수 있다.

실시예 1

하기에는 시료 1-11의 비저항 및 재결정 탄화규소체의 시료들을 포함하는 표 1이 제공되어 있다. 각 시료에 대해, 표 1에는 가열 온도, 출발물질 및 특히는 가열 환경, 다시 말해서 승화/재결정 반응 동안의 "동적(dynamic)" 또는 "정적(static)" 환경이 제공되어 있다.

시료	출발물질	가열 조건	가열 온도(섭씨)	비저항 (Ohm-cm)
1	E280/E285/E300	동적	1950	3.0E+07
2	E280/GMF5C/E300	동적	1950	1.0E+07
3	GMF5C/E300	동적	1950	6.0E+07
4	GMF5C/E300	동적	1950	7.0E+07
5	GMF5C/E300	동적	1950	1.0E+08
6	E280/GMF5C/E300	동적	1800	2.0E+06
7	GMF5C/E300	동적	2050	1.0E+07
8	E280/E285/E300	정적	2050	2.7E+03
9	E280/GMF5C/E300	정적	1950	3.0E+03
10	GMF5C/E300	정적	1950	2.0E+04
11	GMF5C/E300	정적	1950	3.6E+03

일반적으로, 각 시료의 형성은 특정의 출발물질로부터 혼합물을 형성하면서 시작된다. 표 1에 제공된 바와 같이, 이들 특정의 출발물질은, 적어도 이봉 입자분포를 얻도록 미립(fine-grained) 탄화규소 입자와 조립(coarse-grained) 탄화규소 입자의 조합물을 포함한다. 일부 실시예에서는, 제3 유형의 탄화규소 입자를 포함시켜 특정의 결정립 크기 분포를 얻었다. 따라서, 출발물질 E280, E285 및 GMF5C는 약 3 마이크론의 평균입도를 지닌 미세한 탄화규소 입자이다. 출발물질 E300은 약 100 마이크론의 평균입도를 지닌 조대한 탄화규소 입자이다. 혼합물의 52 wt%가 미세입자로, 그리고 나머지 48 wt%는 조대입자로 이루어지도록 미세한 SiC 입자(E280 및 E285)의 혼합물과 조대한 SiC 입자(E300)를 배합하였다. 두 유형의 미세한 탄화규소 입자(예컨대 E280 및 E285)를 이용하는 경우, 그 배합물에는 양쪽 성분들이 똑같은 비율로, 다시 말해 미세 성분들의 총 중량에 대해 50 wt%로 각각 함유되며, 이는 즉 건조상태 혼합물의 총 중량에 대해 26 wt%로 각각 함유된다.

각 혼합물로부터 수용성 슬러리를 제조하고, 생소지 성형품을 형성하도록 주조공정을 통해 각 슬러리로부터 시험 시료를 제조하였다. 생소지 성형품을 승화/재결정 온도까지 가열하여 5mm의 평균두께를 가진 재결정 탄화규소 시료들을 형성하였다. 각 시료 1-11을 위한 승화/재결정 온도는 1800℃ 내지 약 2050℃ 이었고, 이 온도에서 이들 시료를 180분 동안 유지하였다. 특히, 각 시료 1-11을 "동적" 또는 "정적" 환경에서 가열하였다. "동적" 환경은, 약 6 Torr의 감압 분위기와, 통상 약 6ppm인 낮은 질소분압 뿐만 아니라, 1.25m³의 체적을 가진 챔버에 대해 약 8 SLPM(분당 표준 리터)의 속도로 가열 챔버 내부를 유동하는 비활성 가스(e.g., Ar)를 포함한다. "정적" 환경은 정상 분위기 압력과 분위기 가스의 정상 농도를 포함하는 정상적 환경을 포함한다. 각 시료 1-11은 15 내지 20 vol%의 기공률을 가진다.

표 1에 나타난 바와 같이, 동적 환경에서 시료들을 가열함으로써 정적 환경에서의 시료들보다 적어도 2배 크기의 비저항을 지닌 재결정 탄화규소체가 제공되었다. 동적 환경에서 형성된 시료(1-7)는 300K에서 통상 약 1e7Ωcm의 비저항을 가지며, 역시 300K에서 최대 1e8Ωcm의 비저항을 가졌다. 한편 정적 환경에서 형성된 시료(8-11)는 300K에서 약 3e3Ωcm의 비저항을 가졌다. 대부분의 경우 동적 환경에서 형성된 시료와 정적 환경에서 형성된 시료의 비저항에서의 차이는 4배의 크기였다. 일반적으로, 표 1은 본원의 구현예에 제공된 특징 및 방법으로 된 특정의 조합을 이용하여 고 비저항의 재결정 탄화규소체를 형성할 수 있다는 점을 증거한다.

실시예 2

하기에는 상기 구현예들에서 기술된 붕소 도핑법을 이용하여 형성된 시료 1-12의 비저항을 포함하는 표 2가 제공되어 있다. 각 시료에 대해, 표 2에는 가열 온도, 출발물질, 특히 각 시료 내의 붕소 도펀트 레벨(붕소 함량)이 제공되어 있다.

시료	출발물질	붕소 도펀트 함량( ppm )	가열 온도(섭씨)	비저항 ( Ohm - cm )
1	GMF5C/E300	500	1700	7.5E+09
2	GMF5C/E300	200	1700	1.5E+03
3	GMF5C/E300	75	1700	7.4E+00
4	GMF5C/E300	500	1850	1.0E+07
5	GMF5C/E300	200	1850	3.6E+08
6	GMF5C/E300	75	1850	3.0E+07
7	GMF5C/E300	500	1910	9.0E+06
8	GMF5C/E300	200	1910	3.0E+09
9	GMF5C/E300	75	1910	2.2E+06
10	GMF5C/E300	500	2150	6.1E+06
11	GMF5C/E300	200	2150	1.1E+08
12	GMF5C/E300	75	2150	8.7E+07

시료 1-12는 본원에 제공된 구현예에 따라 형성되었다. 다시 말해, 미립 탄화규소 입자와 조립 탄화규소 입자의 혼합물과 물을 이용하여 슬러리를 형성하였다. 또한 탄화규소 입자의 건조상태 혼합물에는 적절한 붕소 도펀트 함량을 제공하기 위해 첨가되는 B₄C 분말이 다양한 비율로 함유된다. 붕소 도펀트 함량이 500ppm인 시료들은 원래의 건조상태 혼합물 내에 약 0.06 wt%의 B₄C를 함유한다. 붕소 도펀트 함량이 200ppm인 시료들은 원래의 건조상태 혼합물 내에 약 0.03 wt%의 B₄C를 함유한다. 붕소 도펀트 함량이 75ppm인 시료들은 원래의 건조상태 혼합물 내에 약 0.01 wt%의 B₄C를 함유한다.

각 시료 1-12를 슬립주조하여 평균두께가 50mm인 생소지 시료를 형성하였다. 특히, 시료 1-12는 실시예 1에서 형성된 시료들보다 더 큰 두께를 가졌다. 생소지 성형품을 승화/재결정 온도까지 가열하여 재결정 탄화규소 시료를 만들었다. 각 시료 1-12의 승화/재결정 온도는 1700℃ 내지 약 2150℃ 이었고, 이 온도에서 이들 시료를 180분 동안 유지하였다. 특히, 각 시료 1-12를 6 Torr의 압력을 가진 감압 분위기에서 가열시켰다. 챔버 내부에는 아무런 비활성 가스도 유동시키지 않았다. 시료 1-12의 기공률은 일반적으로 15 내지 20 vol%였다.

표 2는 도펀트 함량과 가열 온도 사이의 관계를 나타낸다. 1700℃의 온도에서, 붕소 함량이 500ppm인 시료 1은 고 비저항을 가진다(300K에서 >1e5Wcm). 하지만, 붕소 함량이 각각 200ppm와 75ppm인 시료 2와 시료 3은 고 비저항을 가지고 있지 않다. 또한, 표 2에서 더 증명된 바와 같이, 본 발명가들은, 특정의 재료들 및 공정 변수들과 함께, 온도의 상승과 낮은 붕소 함량을 이용하여 고 비저항의 재결정 탄화규소체를 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 1850℃의 가열 온도와 75ppm의 붕소 함량의 조건에서, 3e7Ω의 비저항을 가진 재결정 탄화규소체가 형성된다. 또한, 1850℃보다 높은 가열 온도에서 낮은 함량의 붕소 함량(e.g., 75ppm)을 이용하여 유사한 고 비저항의 재결정 탄화규소체를 얻었다. 따라서, 표 2는 소량의 붕소를 이용하여, 두꺼운 단면을 가진 고 비저항의 재결정 탄화규소체를 형성할 수 있다는 것을 나타낸다.

본원에 기술된 재결정 탄화규소체는 전자산업, 특히 전자 부품의 제조에 사용하기에 적합하다. 본원에 기술된 재결정 탄화규소체는 매엽식 웨이퍼 공정 분야에서 그의 사용을 용이하게 하는 개별적 특징들, 예컨대 전기저항, 기계적 성질 및 순도(즉, 낮은 함량의 잠재적 오염 원소들)를 가지고 있다.

고 비저항을 가질 수 있는 탄화규소 성형품이 형성되기는 하였지만, 통상 이들 탄화규소체는 소결체로서 높은 소결 온도를 요구하는 고밀도를 가지고 있고 제조시 매우 수축되기 쉽다. 본원에 개시된 특정의 성형품과 공정은 고 비저항을 가진 재결정 탄화규소 성형품을 가능하게 한다. 본 성형품과 공정은 재결정 탄화규소 성형품의 범위 내의 종래 기술에서 벗어난 새로움을 보여주는 특정 재결정 탄화규소체의 형성을 가능하게 한다. 더욱이, 현재 개시된 ReSiC체에는 특정의 붕소 함량 또는 질소 함량, 체적비저항, 선형수축, 평균 결정립 크기, 기공률, MOR, MOE, CTE, 오버레이층 및 치수를 포함하는 특징들의 조합이 도입된다. 특히, 본원에 개시된 공정에는 미세한 SiC 입자와 조대한 SiC 입자의 특정 비율, 미세한 SiC 입자와 조대한 SiC 입자의 특정 입도 및 특정의 환경(즉, 감압, 질소분압 및 비활성 가스 유량), 승화온도 및 지속시간으로 이루어질 수 있는 가열 공정을 포함하는 특징들의 조합이 도입된다.

일 구현예에 따르면, 이들 특징들의 특정 조합은 지금까지 고 비저항의 ReSiC체를 형성하기에는 부족했던 저함량의 붕소를 함유한 ReSiC체의 형성을 용이하게 한다. 웨이퍼 가공공정에서 붕소가 불순물로 간주될 수 있음에 따라, 비저항의 증가를 달성하면서 붕소의 함량을 감소하는 일은 현저한 중요성을 지닌다. 이러한 고 비저항의 ReSiC체는 기판, 웨이퍼 홀더 및 기타 설치품(furniture)과 같은 구성요소들을 제공하도록 SWP 플랫폼에 도입될 수 있으며, 현재 사용되는 재료에 비해, 고온 부식 환경의 가공공정용으로 더 적합하다.

다른 구현예에 따르면, 저함량의 질소 사용이 ReSiC체와 관련하여 비저항 측면에서 놀라운 스파이크(증가)를 보인다는 것이 밝혀졌다. 질소가 비저항과 기능적으로 결부되어 있는 것으로 여겨지지만, ReSiC체 내 질소를 감소시킴으로서 예기치 않게 높은 비저항을 얻을 수 있다는 것이 알려졌다. 특정의 이론에 구속되고자 함은 아니지만, 다양한 결정립 크기의 조합이 SiC 결정립 내의 다양한 질소 함량을 초래한다고 믿고 있다. 그 결과, 특정의 가공공정 조건 하에서, 조대한 SiC 결정립 사이의 미세한 SiC 결정립으로부터의 질소가 우선적으로 추출될 수 있고, 이는 재결정 SiC 결정립 내, 특히는 결정입계에서 비저항의 국부적인 증가로 이어짐으로써, 전체적으로 고 비저항을 가진 ReSiC 성형품을 형성하게 된다. 따라서, 현재 사용되는 재료에 비해, 낮은 질소 함량을 가진 고 비저항의 ReSiC체는 고온 부식 환경의 가공공정용으로 적합하며, 기판, 웨이퍼 홀더 및 기타 설치품과 같은 구성요소들을 제공하도록 SWP 플랫폼에 도입될 수 있다.

본 발명을 특정의 구현예 범위 내에서 예시하고 기술하였지만, 제시된 상세사항에 제한하고자 함은 아니며, 그 이유는 본 발명의 보호범위를 어떤 식으로든 벗어나지 않고 다양한 변경과 대체가 가능하기 때문이다. 예를 들어, 부가적이거나 동등한 대체가 제공될 수 있고, 부가적이거나 동등한 생산 단계들이 이용될 수 있다. 그럼으로써, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본원에 개시된 발명을 추가적으로 변경 대체하는 것이 가능하며, 이러한 모든 변경과 대체는 하기 청구범위에 의해 설명된 바와 같은 본 발명의 보호범위 이내에 있는 것으로 여겨진다.

Claims

1e5Ωcm 이상의 비저항을 가지고,
결합된 질소 원자들로 이루어진 질소 함량을 200ppm 이하로 내부에 함유하는, 재결정 탄화규소체.

제1항에 있어서, 상기 비저항이 1e6Ωcm 이상인, 재결정 탄화규소체.

제1항 또는 제2항에 있어서, 평균 결정립 크기가 0.5 마이크론 이상인 결정립을 포함하는 다결정 형태인, 재결정 탄화규소체.

제1항에 있어서, 5 vol% 이상의 기공률을 가지는, 재결정 탄화규소체.

제1항에 있어서, 상기 질소 함량이 150ppm 이하인 것인, 재결정 탄화규소체.

제1항에 있어서, 상기 재결정 탄화규소체가 2.9 g/cc 이하의 밀도를 가지는, 재결정 탄화규소체.

제1항에 있어서, 상기 재결정 탄화규소체가, 상기 재결정 탄화규소체의 적어도 일 부분에 덧씌어지는 표면부를 더 포함하는, 재결정 탄화규소체.

제7항에 있어서, 상기 표면부와 탄화규소체는 밀도를 가지며, 상기 표면부의 밀도가 상기 탄화규소체의 밀도보다 큰 것인, 재결정 탄화규소체.

1e5Ωcm 이상의 비저항을 가지고,
결합된 붕소 원자들로 이루어진 붕소 함량을 500ppm 이하로 내부에 함유하는, 재결정 탄화규소체.

제9항에 있어서, 상기 붕소 함량이 250ppm 이하인, 재결정 탄화규소체.

다결정 형태의 재결정 탄화규소체의 형성 방법으로서, 상기 방법이,
조대한 탄화규소 입자와 상기 조대한 탄화규소 입자의 평균입도보다 작은 평균입도를 가진 미세한 탄화규소 입자를 배합하여 혼합물을 형성하는 단계와,
상기 혼합물을 생소지 성형품으로 제조하는 단계와,
비활성 가스와 25 Torr 이하의 감압으로 이루어진 분위기에서 생소지 성형품을 승화온도까지 가열시켜 1e5Ωcm 이상의 비저항을 가지는 재결정 탄화규소체를 형성하는 단계를 포함하는, 다결정 형태의 재결정 탄화규소체의 형성 방법.

제11항에 있어서, 가열시 분위기에는 15ppm 이하 농도의 질소가 함유되는 것인, 다결정 형태의 재결정 탄화규소체의 형성 방법.

제11항 또는 제12항에 있어서, 가열시 비활성 가스가 1.25m³의 체적을 가진 챔버에 대해 2 SLPM(분당 표준 리터) 이상의 속도로, 생소지 성형품을 포함하는 챔버 내부를 유동하는, 다결정 형태의 재결정 탄화규소체의 형성 방법.

제11항에 있어서, 조대한 탄화규소 입자의 평균입도가 30 마이크론 이상인, 다결정 형태의 재결정 탄화규소체의 형성 방법.

제11항에 있어서, 미세한 탄화규소 입자의 평균입도가 15 마이크론 이하인, 다결정 형태의 재결정 탄화규소체의 형성 방법.