KR101601282B1 - Furnace for manufacturing silicon carbide and silicon carbide manufacturing method using same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바닥부와 일체를 이루는 측면부; 상기 측면부의 상부를 커버하여 내부를 밀폐시키는 뚜껑부; 및 상기 측면부 중 상기 바닥부로부터 높이 90% 이상 100% 이하 부분에 형성된 하나 이상의 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분체 제조용 도가니 및 이를 이용한 탄화규소 제조 방법에 관한 것이다. 이에 의해, 불순 가스를 용이하게 배출시켜 오염원을 줄임으로써, 고순도의 탄화규소 분체를 획득하며, 도가니 내부의 가스압을 조절함으로써 제품 회수율을 향상시킨다.The present invention relates to a semiconductor device comprising: a side portion integral with a bottom portion; A lid part covering the upper part of the side part to seal the inside part; And at least one exhaust port formed at a height of 90% or more and 100% or less from the bottom portion of the side surface portion. The present invention also relates to a crucible for manufacturing silicon carbide powder and a method of manufacturing silicon carbide using the same. As a result, the impurity gas is easily discharged to reduce the source of contamination, thereby obtaining a high-purity silicon carbide powder and controlling the gas pressure inside the crucible to improve the product recovery rate.

고순도 탄화규소 분체, 도가니, 진공도 High purity silicon carbide powder, crucible, vacuum degree

Description

탄화규소 분체 제조용 도가니 및 이를 이용한 탄화규소 분체 제조 방법{FURNACE FOR MANUFACTURING SILICON CARBIDE AND SILICON CARBIDE MANUFACTURING METHOD USING SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a crucible for producing a silicon carbide powder and a method for producing the same,

본 발명은 탄화규소 분체 제조용 도가니 및 이를 이용한 타화규소 분체 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a crucible for producing a silicon carbide powder and a method for producing the pyroelectric silicon powder using the same.

탄화규소(SiC)는 합성재료로서 세라믹스 분야에서 가장 중요한 탄화물이다. 탄화규소는 입방 정(cubic) 결정구조를 갖는 β상과 육방정(hexagonal) 결정구조를 갖는 α상이 존재한다. β상은 1400-1800 ℃의 온도 범위에서 안정하고, α상은 2000℃ 이상에서 형성된다. Silicon carbide (SiC) is the most important carbide in the field of ceramics as a synthesis material. Silicon carbide has a β-phase having a cubic crystal structure and an α-phase having a hexagonal crystal structure. The? phase is stable in the temperature range of 1400-1800 占 폚, and the? phase is formed in 2000 占 폚 or more.

SiC의 분자량은 40.1 이고, 비중은 3.21이며, 2500℃ 이상에서 분해된다. The molecular weight of SiC is 40.1, the specific gravity is 3.21, and decomposed at 2500 ℃ or higher.

탄화규소는 1970년대에 미국 G.E.의 Prochazka에 의해 boron 및 carbon의 첨가로 상압소결이 처음 성공한 이래로 SiC는 고온강도가 높고, 내마모성, 내산화성, 내식성, 크립저항성등의 특성이 우수하여 고온 구조재료로서 주목을 받는 재료이며, 현재 메카니컬 씰, 베어링, 각종 노즐, 고온 절삭공구, 내화판, 연마재, 제강시 환원재, 피뢰기 등에 광범위하게 사용되고 있는 고급 세라믹 소재이다. Since SiC first succeeded in pressureless sintering by the addition of boron and carbon by GE Prochazka of USA in the 1970s, SiC has high temperature strength, excellent abrasion resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and creep resistance, It is a high-grade ceramic material widely used for mechanical seals, bearings, various nozzles, hot cutting tools, fireproof plates, abrasive materials, reducing materials for steelmaking, lightning arresters and so on.

이러한 SiC 분체를 제조하기 위한 종래의 기술로는 에치슨 (acheson) 공법, 직접 탄화법 (directreaction), 액상고분자 열분해법, 고온자전 연소 합성법 등이 있다.Conventional techniques for producing such SiC powder include an acheson method, a direct reaction method, a liquid phase polymer thermal decomposition method, and a high temperature self-combustion synthesis method.

특히, 고순도의 SiC 분체를 획득하기 위해서는, 혼합된 탄소원과 규소원에 열 및 압력을 가하여 합성하여 SiC 분체를 제조하는 단계가 중요하다. 이러한 SiC 분체를 합성하는 장치, 소위 도가니의 구조에 따라 SiC 의 회수율과 고순도성에 영향을 미친다.Particularly, in order to obtain high-purity SiC powder, it is important to prepare SiC powder by synthesizing by adding heat and pressure to the mixed carbon source and the silicon source. Depending on the structure of the so-called crucible, the apparatus for synthesizing such SiC powder affects the recovery rate and high purity of SiC.

그러나 종래의 도가니 구조에서는, SiC 합성에서 부수적으로 발생되는 가스의 배출과 압력관리를 조절하는 구조에 대해 구체적으로 개발되지 않았다. 따라서, 고순도의 SiC 분체를 높은 회수율로 획득할 수 있는 도가니의 형태가 필요하다.However, in the conventional crucible structure, the structure for controlling the discharge of the gas and the pressure management incidentally generated in the SiC synthesis has not been specifically developed. Therefore, a crucible shape capable of obtaining a high purity SiC powder at a high recovery rate is required.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 SiC 회수율 및 고순도화를 개선하기 위한 탄화규소 분체 제조용 도가니 및 이를 이용한 탄화규소 분체 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a crucible for the production of silicon carbide powder and a method for manufacturing silicon carbide powder using the same to improve the recovery rate and high purity of SiC.

본 발명에 따른 탄화규소 분체 제조용 도가니는, 바닥부와 일체를 이루는 측면부; 상기 측면부의 상부를 커버하여 내부를 밀폐시키는 뚜껑부; 및 상기 측면부 중 상기 바닥부로부터 높이 90% 이상 100% 이하 부분에 형성된 하나 이상의 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하여, SiC 회수율 및 고순도화를 개선한다.The crucible for producing a silicon carbide powder according to the present invention comprises: a side part integrally formed with a bottom part; A lid part covering the upper part of the side part to seal the inside part; And at least one exhaust port formed at a height of 90% or more and 100% or less from the bottom portion of the side portion, thereby improving the SiC recovery rate and high purity.

여기서, 상기 하나 이상의 배기구 각각은, 직사각형, 역삼각형, 반원형, 역사다리꼴형, 원형, 및 기하학적 형상 등이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 배기가 가능한 통로 기능을 수행하는 모든 형상을 포함한다.Here, each of the one or more exhaust ports is preferably a rectangle, an inverted triangle, a semicircle, an inverted trapezoid, a circular shape, a geometric shape, and the like, but is not limited thereto and includes all shapes that perform an exhaust- .

특히, 상기 배기구는 상기 측면부 중 상기 바닥부로부터 높이 100% 부분에 형성되고, 상기 배기구와 상기 측면부의 상면의 연결부분은 완곡 형태인 것을 특징으로 하여, 뚜껑부와의 접촉 및 압력으로 인해 배기구가 파손되는 위험을 감소시킬 수 있다.Particularly, the exhaust port is formed at a portion of 100% height from the bottom portion of the side portion, and the connecting portion between the exhaust port and the upper surface of the side portion is in an elongated shape. The risk of breakage can be reduced.

또한, 본 발명에 따른 탄화규소 분체 제조 방법은, (a) 혼합기에서 규소원과 탄소원으로 구성된 혼합물을 생성하는 단계; 및 (b) 도가니에서 상기 혼합물을 탄화 규소 (SiC) 분체로 합성하는 단계를 포함하되, 상기 도가니는 전술한 탄화규소 제조용 도가니인 것을 특징으로 한다.Also, a method for producing a silicon carbide powder according to the present invention comprises the steps of: (a) producing a mixture composed of a silicon source and a carbon source in a mixer; And (b) synthesizing the mixture as a silicon carbide (SiC) powder in a crucible, wherein the crucible is a crucible for silicon carbide production as described above.

또한, 상기 (a) 단계의 규소원과 상기 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하인 것을 특징으로 한다.The mass ratio of the silicon source to the carbon source in the step (a) is 1: 1 or more and 4: 1 or less.

특히, 상기 (a) 단계의 규소원은 건식실리카 (Fumed Silica), 실리카졸(silica sol), 실리카 겔(silica gel), 미세 실리카(silica), 및 석영분말 중 하나 이상이 선택되며, 상기 탄소원은 카본블랙 (Carbon Black), 카본나노 튜브, 프라렌, 페놀 (phenol)수지, 프랑 (franc)수지, 크실렌(xylene)수지, 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐 알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리 초산 비닐을 포함하는 모노머(monomer), 프리폴리머(prepolymer), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 및 타르(tar) 중 하나 이상이 선택되는 것을 특징으로 한다.In particular, the silicon source of step (a) may be selected from at least one of fumed silica, silica sol, silica gel, silica, and quartz powder, The carbon nanotubes may be carbon black, carbon nanotubes, fullerene, phenol resin, franc resin, xylene resin, polyimide, polyurethane, polyacrylonitrile at least one of polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, monomer containing polyvinyl acetate, prepolymer, cellulose, sugar, pitch, and tar is selected .

그리고 상기 (b) 단계는, 상기 도가니에서, 상기 혼합물을 진공도 0.1torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 SiC 분체를 합성하는 단계인 것을 특징으로 한다.In the step (b), the mixture is heated at a degree of vacuum of more than 0.1 torr to 0.5 torr and at a temperature of 1300 to 1900 ° C to synthesize SiC powder.

본 발명에 의해, 불순 가스를 용이하게 배출시켜 오염원을 줄임으로써, 고순도의 탄화규소 분체를 획득하며, 도가니 내부의 가스압을 조절함으로써 제품 회수율을 향상시킨다.According to the present invention, the impurity gas is easily discharged to reduce the source of contamination, thereby obtaining a high-purity silicon carbide powder and controlling the gas pressure inside the crucible, thereby improving the product recovery rate.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 탄화규소 분체 제조용 도가니 및 이를 이용한 탄화규소 분체 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a crucible for manufacturing a silicon carbide powder according to an embodiment and a method for producing silicon carbide powder using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 탄화규소 제조용 도가니의 입체 사시도이다.1 is a three-dimensional perspective view of a crucible for silicon carbide production according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 탄화규소 제조용 도가니는 바닥부 (110), 측면부 (120), 배기구 (140), 및 뚜껑부 (130)를 포함한다. 더욱 상세하게는, 바닥부 (110)와 측면부 (120)는 일체로 이루어지며, 배기구 (140)는 측면부 (120) 중 바닥부 (110)로부터 높이 90% 이상 100% 이하의 부분에 위치한다. 1, a crucible for manufacturing silicon carbide according to the present invention includes a bottom 110, a side 120, an exhaust 140, and a lid 130. More specifically, the bottom portion 110 and the side portion 120 are integrally formed, and the exhaust port 140 is located at a portion of the side portion 120 that is 90% or more and 100% or less in height from the bottom portion 110.

여기서, 도가니의 형상은 직사각형 또는 원통형이 가능하며, 특히 합성 균일도의 향상을 위해 원통형이 바람직하다. Here, the shape of the crucible may be a rectangular shape or a cylindrical shape, and in particular, a cylindrical shape is preferable in order to improve the synthesis uniformity.

특히, 도 1은 배기구 (140)가 측면부의 100% 부분의 위치에 형성되는 경우를 나타낸다. 배기구 (140)의 위치는 원재료 투입량 증대 및 불순 가스의 배출 용이성을 위해 도시된 바와 같이 최상부에 위치하는 것이 바람직하다.Particularly, FIG. 1 shows a case in which the exhaust port 140 is formed at a position of a 100% portion of a side portion. It is preferable that the position of the exhaust port 140 is located at the uppermost position as shown in the figure for the increase of the amount of the raw material and the easy discharge of the impurity gas.

이와 같이 형성된 배기구 (140)는, 부수물 및 불순 가스의 배출을 위해 복수로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 배기구 (140)의 형상은 직사각형, 역삼각형, 반원형, 역사다리꼴형, 원형, 및 기하학적 형상 등이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 배기가 가능한 통로 기능을 수행하는 모든 형상을 포함한 다.The exhaust port 140 thus formed is preferably composed of a plurality of exhaust ports for discharging the incidental water and the impure gas. Here, the shape of the exhaust port 140 is preferably a rectangular shape, an inverted triangle shape, a semicircular shape, an inverted trapezoidal shape, a circular shape, and a geometric shape, but is not limited thereto and includes all shapes that perform a function of a passageway .

도 2는 본 발명에 따른 탄화규소 제조용 도가니의 단면도이다. 본 도면은 뚜껑이 닫힌 상태를 도시한다. 일반적으로 도가니는 하나 이상이 적층되어 가열되므로 하부에 적층된 도가니로 갈수록 합성과정 중 뚜껑에 의해 배기구가 파손될 위험이 높아진다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기구 (140)가 측면부의 최상부에 위치하는 경우, 최상부면과 배기구의 연결부분은 완곡된 형태를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 완곡부에 의해 뚜껑과 배기구의 마찰력을 감소시켜, 배기구 (140)의 파손 위험을 줄일 수 있다. (또한, 배기구 (140)의 크기는 도시된 바와 같이 배기구 (140) 간의 이격거리의 1/4로 구현함이 바람직하다. 일예로 도 3의 도면에 표기된 수치에서와 같이 배기구의 크기가 '10.00'일 경우, 배기구간의 이격거리가 '40.00'으로 구현될 수 있다)2 is a cross-sectional view of a crucible for the production of silicon carbide according to the present invention. This drawing shows a state in which the lid is closed. Generally, since one or more crucibles are stacked and heated, the risk of damaging the exhaust port due to the lid during the synthesis process increases as the furnace is stacked on the lower crucible. Therefore, as shown in FIG. 3, when the exhaust port 140 is located at the uppermost portion of the side surface portion, it is preferable that the connection portion between the uppermost surface and the exhaust port has a curved shape. Such a tortuous portion reduces the frictional force between the lid and the exhaust port, thereby reducing the risk of damage to the exhaust port 140. [ (Also, it is preferable that the size of the exhaust port 140 is set to 1/4 of the separation distance between the exhaust ports 140. For example, as shown in the figures of FIG. 3, ', The separation distance of the exhaust section may be implemented as' 40. 00'),

이러한 탄화규소 제조용 도가니를 이용한 탄화규소 제조 방법을 이하 설명한다.A method of producing silicon carbide using such a crucible for silicon carbide production will be described below.

도 4는 본 발명에 따른 탄화규소 분체용 도가니를 사용하여 탄화규소 분체를 제조하는 방법의 순서 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 우선, 탄소원과 규소원을 준비한다. (S1) 여기서, 탄소원으로 카본 블랙을 사용하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 카본나노 튜브, 프라렌등의 고체의 탄소 또는 잔탄율이 높은 유기 화합물, 예로, 페놀(phenol)수지, 프랑(franc)수지, 크실렌(xylene)수지, 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐 알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리 초산 비닐 등의 수지의 모노머(monomer)나 프리폴리머(prepolymer), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 타르(tar), 및 이들의 혼합물도 사용할 수도 있다.4 is a flowchart showing the procedure of a method for producing silicon carbide powder using the crucible for silicon carbide powder according to the present invention. Referring to Fig. 4, first, a carbon source and a silicon source are prepared. (S1) Here, although carbon black is used as the carbon source, it is not limited thereto. For example, a solid carbon such as carbon nanotubes or fullerene, or an organic compound having a high residual carbon ratio, such as phenol resin, franc resin, xylene resin, polyimide, poly A monomer or prepolymer of a resin such as polyurethane, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate, a cellulose, a sugar, a pitch, Tar, and mixtures thereof may also be used.

또한 규소원은, 건식실리카 (Fumed Silica), 실리카 졸(silica sol), 실리카 겔(silica gel), 미세 실리카(silica), 및 석영분말 중 하나 이상이 선택도리 수도 있다. The silicon source may also be selected from one or more of fumed silica, silica sol, silica gel, silica, and quartz powder.

그 이후, 이러한 규소원과 탄소원을 혼합한다. (S2) 특히, 규소원으로서 건식 실리카 40g 과 탄소원으로서 카본블랙 18g을 혼합한다 (S2). 여기서 고체의 탄소원이 사용될 경우, 규소원과 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하가 바람직하다. 또한, 유기물의 탄소원이 사용될 경우에는, 고체의 탄소원일 경우보다 약 2배 많은 탄소원이 요구되나 액상의 탄소원은 이후 탄화 (carbonization) 과정에서 생성되는 탄소 생성량에 따라 다소의 차이가 존재할 수도 있다. 그 다음, 규소원과 탄소원이 혼합된 혼합물을 가열하여 상기 혼합물에 포함된 탄소원을 탄화시킨다 (S3). 이러한 탄화공정은 온도가 700℃ 이상 1200℃ 이하인 것이 바람직하나 900℃ 이상 1100℃ 이하로 유지하는 것이 더욱 바람직하다. 그러나 탄소원이 유기 탄소재료가 아닌 경우 탄화공정은 생략될 수 있다.Thereafter, such a silicon source is mixed with a carbon source. (S2) Specifically, 40 g of dry silica as a silicon source and 18 g of carbon black as a carbon source are mixed (S2). When a solid carbon source is used, the mass ratio of the silicon source to the carbon source is preferably 1: 1 or more and 4: 1 or less. When a carbon source of an organic material is used, a carbon source of about twice as much as that of a solid carbon source is required. However, there may be a slight difference depending on a carbon production amount generated in a subsequent carbonization process. Next, the mixture of the silicon source and the carbon source is heated to carbonize the carbon source contained in the mixture (S3). The temperature of the carbonization process is preferably 700 ° C to 1200 ° C, more preferably 900 ° C to 1100 ° C. However, if the carbon source is not an organic carbon material, the carbonization process may be omitted.

이후, 최상부에 배기구가 형성된 도가니에서 상기 혼합물에 열을 가하여 합성함으로써 탄화규소 분체를 획득한다 (S4). 더욱 상세하게는, 아르곤 (Ar) 분위기나 진공분위기에서 제조가능하나, 진공분위기가 더욱 바람직하다. 또한, 진공도 0.03torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 탄화 규소 (SiC) 를 합성한다 (S4). 여기서 가열시간은 약 3시간인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 가열 온도는 1600℃ 이상 1900℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 진공도는 0.1torr 이하의 진공 분위기로 열처리하는 것 이 바람직하나, 진공도가 0.03torr 이하인 경우에, 양산 장비에서 기계적 부하가 많이 소요되며, 추가로 장비가 필요하여 장비의 유지보수가 어려우며 비용이 많이 들어 바람직하지 않다. Thereafter, heat is applied to the mixture in a crucible having an exhaust port at the uppermost portion thereof, thereby synthesizing silicon carbide powder (S4). More specifically, it can be produced in an argon (Ar) atmosphere or a vacuum atmosphere, but a vacuum atmosphere is more preferable. The silicon carbide (SiC) is synthesized by heating at a degree of vacuum of more than 0.03 torr but not more than 0.5 torr and a temperature of 1300 to 1900 ° C (S4). Here, the heating time is preferably about 3 hours, but is not limited thereto. It is more preferable that the heating temperature is 1600 DEG C or more and 1900 DEG C or less. Here, the vacuum degree is preferably a heat treatment in a vacuum atmosphere of 0.1 torr or less, but when the degree of vacuum is 0.03 torr or less, the mass production equipment requires a lot of mechanical load, It is not desirable for a lot.

이러한 본 발명에 따른 탄화규소 분체 제조용 도가니를 사용하여 회수한 탄화규소 분체의 회수율 및 순도를 종래기술과 비교하여 아래의 표 1에 나타낸다.The recoverability and purity of the recovered silicon carbide powder using the crucible for producing silicon carbide powder according to the present invention are shown in Table 1 below in comparison with the prior art.

비교예Comparative Example 실시예1Example 1 실시예2Example 2 회수율(g/l)Recovery (g / l) 20.720.7 25.525.5 25.225.2 불순물
함유량
(ppm)
impurities
content
(ppm)
CaCa 1One 0.50.5 0.010.01
NaNa 0.50.5 0.010.01 0.010.01 KK 0.50.5 0.010.01 0.010.01 AlAl 1One 0.50.5 0.20.2 CrCr 0.10.1 0.10.1 0.10.1 FeFe 0.10.1 0.10.1 0.10.1 NiNi 0.50.5 0.10.1 0.10.1 CuCu 0.10.1 0.10.1 0.10.1

표 1을 참조하면, 비교예는 기존의 방식으로 배기구 형상 및 위치를 갖는 도가니를 이용하여, 탄화수소 분체를 합성하는 경우를 나타낸다. 그리고 실시예 1 및 실시예 2 는 본 발명에 따른 탄화규소 분체 제조용 도가니를 사용하여 탄화수소 분체를 생성한 경우이다. Referring to Table 1, the comparative example shows a case where a hydrocarbon powder is synthesized using a crucible having an exhaust shape and position in a conventional manner. In Examples 1 and 2, a hydrocarbon powder was produced by using a crucible for the production of a silicon carbide powder according to the present invention.

여기서, 모든 경우에 공통적인 조건은, 규소원으로 평균 입경 40nm 의 퓸드 실리카 40g를 선택하고 탄소원으로 평균 입력 20nm 의 카본 블랙 18g을 선택하여, 혼합공정을 수행하며, 탄화공정은 생략한 것이다. 또한, 그래파이트 (Graphite) 재료로 구성된 100Φ * 100h 도가니에서 진공도 0.1torr 이상 0.5torr 이하, 온도 1700 에서 3시간 동안 합성한 것이다.Here, in all the conditions common to all cases, 40 g of fumed silica having an average particle diameter of 40 nm was selected as a silicon source, 18 g of carbon black having an average input of 20 nm as a carbon source was selected, and the mixing step was carried out and the carbonization step was omitted. In a 100? * 100h crucible composed of a graphite material, the degree of vacuum was 0.1 torr or more and 0.5 torr or less and the temperature was 1700 for 3 hours.

차이점은 구체적으로, 비교예에 사용된 도가니의 배기구는 도가니의 80% 높이에 3Φ의 원형으로 4개가 형성되어 있으며, 원재료는 총 65g 이 투입된다.Specifically, the exhaust port of the crucible used in the comparative example is formed in a circular shape with a diameter of 3Φ at an 80% height of the crucible, and a total of 65 g of the raw material is injected.

이에 비해, 본 발명에 따른 실시예 1에 사용된 도가니의 배기구는 도가니의 최상부 (100%) 높이에 3Φ의 반원형으로 4개가 형성되어 있으며, 원재료는 총 80g 이 투입된다.On the contrary, in the crucible used in Example 1 according to the present invention, four crucibles are formed at the top (100%) height of the crucible in a semicircle of 3Φ, and a total of 80g of the raw material is charged.

또한, 본 발명에 따른 실시예 2에 사용된 도가니의 배기구는 도가니의 최상부 (100%) 높이에 3*3의 정사각형으로 4개가 형성되어 있으며, 원재료는 총 80g 이 투입된다.In addition, the exhaust port of the crucible used in Example 2 according to the present invention is formed with 4 squares of 3 * 3 square at the top (100%) height of the crucible, and a total of 80 g of the raw material is injected.

그 결과, 실시예 1 및 2에 사용된 도가니에서 회수된 탄화규소 분체의 회수율은 각각 25.5(g/l) 및 25.2(g/l)로서, 비교예 20.7(g/l)에 비해 회수율이 우수함을 알 수 있다. 이는 배기구의 높이가 올라갈수록 많은 양의 재료를 투입할 수 있기 때문이다.As a result, the recovery rates of the silicon carbide powders recovered in the crucibles used in Examples 1 and 2 were 25.5 (g / l) and 25.2 (g / l), respectively, which were superior to Comparative Example 20.7 (g / l) . This is because a larger amount of material can be supplied as the height of the exhaust port increases.

또한, 비교예에 비해 분순물 함량 즉, Ca, Na, K, Al, 및 Ni 가 훨씬 적음을 알 수 있다.In addition, it is understood that the contents of impurities, that is, Ca, Na, K, Al, and Ni are much smaller than those of the comparative example.

이는 탄화규소 분체를 합성하는 아래의 반응식을 참조하면,Referring to the following reaction formula for synthesizing silicon carbide powder,

SiO2 + C → SiO + CO SiO 2 + C? SiO + CO

SiO + 2C → SiC + COSiO2 + 2C? SiC + CO

---------------------  ---------------------

SiO2 + 3C → SiC + 2COSiO 2 + 3C → SiC + 2CO

반응과정 중 생성되는 CO 를 신속히 배출할 수 있기 때문이다. 이러한 신속한 배출은 배기구의 위치를 종래 기술에 비해 높게 형성함에 기인하며, 특히, 배기구의 위치가 최상부일 경우가 가장 바람직하다.This is because CO generated during the reaction can be released quickly. This rapid discharge is due to the position of the exhaust port being higher than in the prior art, and it is most preferable that the position of the exhaust port is the topmost position.

또한, 배기구의 위치 및 형태의 조절함으로써 가스압을 조절할 수 있으며, 배기효율 및 원재료 투입 효율을 감안시 최상부에 직사각형 형태로 형성함이 가장 바람직하다.Further, the gas pressure can be controlled by adjusting the position and shape of the exhaust port, and it is most preferable that the gas pressure is formed in the rectangular shape at the top in consideration of the exhaust efficiency and the raw material input efficiency.

그 결과, 탄화규소 분체의 회수율을 향상시켜 제조원가를 줄일 수 있다. 또한, 보다 고순도의 탄화규소 분체를 생산할 수 있어 반도체 등에 사용되는 경우, 제품의 신뢰성을 향상시킨다.As a result, the recovery rate of the silicon carbide powder can be improved and the manufacturing cost can be reduced. In addition, it is possible to produce a silicon carbide powder of higher purity, and when used in a semiconductor or the like, the reliability of the product is improved.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 탄화규소 제조용 도가니의 입체 사시도1 is a perspective view of a crucible for producing silicon carbide according to an embodiment of the present invention.

도 2, 3은 본 발명에 따른 탄화규소 제조용 도가니의 단면도2 and 3 are cross-sectional views of a crucible for the production of silicon carbide according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 탄화규소 분체용 도가니를 사용하여 탄화규소 분체를 제조하는 방법의 순서 흐름도4 is a flow chart of a process for producing a silicon carbide powder using a crucible for silicon carbide powder according to the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

110: 바닥부 120: 측면부110: bottom part 120: side part

130: 뚜껑부 140: 배기구130: lid part 140: exhaust port

Claims (7)

바닥부와 일체를 이루는 측면부; A side portion integrally formed with the bottom portion; 상기 측면부의 상부를 커버하여 내부를 밀폐시키는 뚜껑부;A lid part covering the upper part of the side part to seal the inside part; 상기 측면부의 최상부면에 배치되고, 상기 측면부의 외부에서 내부로 관통하는 구조로 형성되며, 상부면은 개구되는 구조이며, 서로 일정한 간격으로 배치되는 다수의 배기구;를 포함하며,And a plurality of exhaust ports disposed on the uppermost surface of the side surface portion and configured to penetrate from the outside to the inside of the side surface portion and having an upper surface opened and disposed at regular intervals from each other, 상기 배기구는,The exhaust port 상기 측면부 중 상기 바닥부로부터 높이 90% 이상 100% 이하의 부분에 배치되는 탄화규소 분체 제조용 도가니.And a crucible for producing silicon carbide powder, the height of which is 90% or more and 100% or less from the bottom of the side surface portion. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기최상부면과 상기 배기구의 연결부분은 일정한 곡률을 가지는 완곡형태인, 탄화규소분체 제조용 도가니.Wherein the connecting portion between the uppermost surface and the exhaust port has a curved shape with a constant curvature. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 다수의 배기구의 단면의 형상이 동일한 탄화규소 분체 제조용 도가니.Wherein the crucible for producing the silicon carbide powder has the same cross-sectional shape as the plurality of exhaust ports. 청구항 3에 있어서,The method of claim 3, 상기 배기구의 단면의 형상은 정사각형 또는 직사각형인 탄화규소 분체 제조용 도가니.Wherein the shape of a cross section of the exhaust port is a square or a rectangle. 청구항 4에 있어서,The method of claim 4, 상기 도가니는,In the crucible, 수평 단면의 형상이 원인 원통형상인 탄화규소 분체 제조용 도가니.Due to the shape of the horizontal cross section Cylindrical crucible for the production of silicon carbide powders. 삭제delete 삭제delete
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