KR102496031B1 - Silicon carbide powder, method of fabrication the same and silicon carbide single crystal - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 탄화규소 분말 제조방법은, 탄소원 및 규소원을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 가열하여 제 1 탄화규소 분말을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장하여 제 2 탄화규소 분말을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 탄화규소 분말을 입성장하는 단계는, 제 1 성장 온도로 가열하는 단계; 상기 제 1 성장 온도를 유지하는 단계; 상기 제 1 성장 온도에서 제 2 성장 온도로 가열하는 단계; 및 상기 제 2 성장 온도를 유지하는 단계를 포함한다.A method for producing silicon carbide powder according to an embodiment includes forming a mixture by mixing a carbon source and a silicon source; heating the mixture to form a first silicon carbide powder; and grain-growing the first silicon carbide powder to form a second silicon carbide powder, wherein the grain-growing the silicon carbide powder comprises: heating to a first growth temperature; maintaining the first growth temperature; heating from the first growth temperature to a second growth temperature; and maintaining the second growth temperature.

Description

탄화규소 분말, 이의 제조방법 및 탄화규소 단결정{SILICON CARBIDE POWDER, METHOD OF FABRICATION THE SAME AND SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL}Silicon carbide powder, manufacturing method thereof, and silicon carbide single crystal

본 발명은 탄화규소 분말, 이의 제조방법 및 탄화규소 단결정에 관한 것이다.The present invention relates to silicon carbide powder, a manufacturing method thereof, and a silicon carbide single crystal.

일반적으로 탄화규소 분말은 최근에 다양한 전자 소자 및 목적을 위한 반도체 재료로서 사용되고 있다. 탄화규소 분말은 특히 물리적 강도 및 화학적 공격에 대한 높은 내성으로 인해 유용하다. 탄화규소 분말은 또한 방사 경도(radiation hardness), 비교적 넓은 밴드갭, 높은 포화 전자 드리프트 속도(saturated electron drift velocity), 높은 조작 온도, 및 스펙트럼의 청색(blue), 보라(violet), 및 자외(ultraviolet) 영역에서의 높은 에너지 양자의 흡수 및 방출을 포함하는 우수한 전자적 성질을 가진다.In general, silicon carbide powder has recently been used as a semiconductor material for various electronic devices and purposes. Silicon carbide powder is particularly useful due to its high physical strength and high resistance to chemical attack. Silicon carbide powder also exhibits radiation hardness, relatively wide band gap, high saturated electron drift velocity, high operating temperature, and spectral blue, violet, and ultraviolet ) have excellent electronic properties, including absorption and emission of high-energy protons in the region.

상기 탄화규소 분말의 제조방법으로는 다양한 방법이 있으며, 일례로, 애치슨법, 탄소열환원공법, 액상고분자열분해법 또는 CVD 공법 등을 이용하고 있다. 특히 고순도의 탄화규소 분말 합성 공법은 액상고분자열분해법 또는 탄소열환원공법을 이용하고 있다.There are various methods for producing the silicon carbide powder, and as an example, an Acheson method, a carbon thermal reduction method, a liquid phase polymer pyrolysis method, or a CVD method are used. In particular, the high-purity silicon carbide powder synthesis method uses a liquid polymer pyrolysis method or a carbon thermal reduction method.

즉, 탄소원과 규소원의 재료를 혼합하고, 혼합물을 탄화공정 및 합성 공정을 진행하여 탄화규소 분말을 합성할 수 있다. That is, silicon carbide powder may be synthesized by mixing materials of a carbon source and a silicon source, and proceeding with a carbonization process and a synthesis process for the mixture.

이러한 탄화규소 분말은 탄화규소 단결정을 성장할 때, 성장 원료로서 이용될 수 있으며, 상기 탄화규소 단결정의 결함은 원료가 되는 탄화규소 분말의 특성과 관련될 수 있다.Such silicon carbide powder may be used as a growth raw material when growing a silicon carbide single crystal, and defects of the silicon carbide single crystal may be related to the characteristics of the raw material silicon carbide powder.

이에 따라, 탄화규소 단결정의 결함을 감소시킬 수 있는 단결정 성장용 탄화규소 분말이 요구된다.Accordingly, there is a demand for a silicon carbide powder for single crystal growth capable of reducing defects in silicon carbide single crystals.

본 발명은 향상된 안식각을 가지는 탄화규소 분말 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a silicon carbide powder having an improved angle of repose and a manufacturing method thereof.

본 발명 실시예에 따른 탄화규소 분말 제조방법은, 탄소원 및 규소원을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 가열하여 제 1 탄화규소 분말을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장하여 제 2 탄화규소 분말을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 탄화규소 분말을 입성장하는 단계는, 제 1 성장 온도로 가열하는 단계; 상기 제 1 성장 온도를 유지하는 단계; 상기 제 1 성장 온도에서 제 2 성장 온도로 가열하는 단계; 및 상기 제 2 성장 온도를 유지하는 단계를 포함한다.A method for producing silicon carbide powder according to an embodiment of the present invention includes forming a mixture by mixing a carbon source and a silicon source; heating the mixture to form a first silicon carbide powder; and grain-growing the first silicon carbide powder to form a second silicon carbide powder, wherein the grain-growing the silicon carbide powder comprises: heating to a first growth temperature; maintaining the first growth temperature; heating from the first growth temperature to a second growth temperature; and maintaining the second growth temperature.

본 발명 실시예에 따른 탄화규소 분말은 도가니 내에 단결정 성장의 원료로서 도가니 내부에 충진될 때, 안식각이 감소함에 따라, 도가니 내에 충진되는 탄화규소 분말의 표면이 평평해지게 할 수 있다.When the silicon carbide powder according to the embodiment of the present invention is filled into the crucible as a raw material for single crystal growth, the surface of the silicon carbide powder filled into the crucible can be flattened as the angle of repose decreases.

이에 따라, 탄화규소 분말과 종자정 사이의 온도 구배가 균일해짐에 따라, 보다 품질이 향상된 탄화규소 단결정을 제조할 수 있다.Accordingly, as the temperature gradient between the silicon carbide powder and the seed crystal becomes uniform, a silicon carbide single crystal having improved quality can be manufactured.

도 1은 본 발명 실시예에 따른 탄화규소 분말 제조 방법의 공정 흐름도를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명 탄화규소 분말의 입성장 공정의 온도 구간을 도시한 그래프들이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명 실시예 및 비교예에 따른 탄화규소 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진을 도시한 도면들이다.
도 8은 본 발명 실시예에 따른 탄화규소 분말을 적용하는 단결정 성장장치를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명 실시예 및 비교예에 따른 탄화규소 단경절을 도시한 도면들이다.
1 is a diagram showing a process flow diagram of a method for manufacturing silicon carbide powder according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are graphs showing the temperature range of the grain growth process of the silicon carbide powder of the present invention.
4 to 7 are views showing scanning electron microscope (SEM) photographs of silicon carbide powders according to Examples of the present invention and Comparative Examples.
8 is a view showing a single crystal growth apparatus using silicon carbide powder according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 are diagrams illustrating monoscopic sections of silicon carbide according to an embodiment of the present invention and a comparative example.

본 발명 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of the embodiments of the present invention, each layer (film), region, pattern or structure is "on" or "under/under" the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. The description of "under" includes all forms formed directly or through another layer. The criteria for upper/upper or lower/lower of each layer will be described based on drawings.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. In the drawings, the thickness or size of each layer (film), region, pattern, or structure may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예에 따른 탄화규소 분말 제조방법은 탄소원 및 규소원을 혼합하는 단계(ST10), 제 1 탄화규소 분말을 제조하는 단계(ST20) 및 제 2 탄화규소 분말을 제조하는 단계(ST30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method for manufacturing silicon carbide powder according to an embodiment of the present invention includes mixing a carbon source and a silicon source (ST10), preparing a first silicon carbide powder (ST20), and preparing a second silicon carbide powder. It may include a step (ST30).

상기 탄소원 및 규소원을 혼합하는 단계(ST10)에서는, 탄소원(C source) 및 규소원(Si source)을 혼합하여 혼합분말을 형성할 수 있다.In the step of mixing the carbon source and the silicon source (ST10), a mixed powder may be formed by mixing the carbon source (C source) and the silicon source (Si source).

상기 규소원은 규소를 제공할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 규소원은 실리카(silica)를 포함할 수 있다. 또한, 실리카 이외에도, 상기 규소원으로는 실리카 분말, 실리카 솔(sol), 실리카 겔(gel), 석영 분말 등이 이용될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 규소를 포함하는 유기 규소 화합물을 규소원으로 사용할 수 있다. The silicon source may include various materials capable of providing silicon. For example, the silicon source may include silica. In addition to silica, silica powder, silica sol, silica gel, quartz powder, etc. may be used as the silicon source. However, the embodiment is not limited thereto, and an organosilicon compound containing silicon may be used as a silicon source.

또한, 상기 탄소원은 고체 탄소원 또는 유기 탄소 화합물을 포함할 수 있다. In addition, the carbon source may include a solid carbon source or an organic carbon compound.

상기 고체 탄소원으로는 흑연(graphite), 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(carbon nano tube, CNT) 및 풀러렌(fullerene, C60) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The solid carbon source may include at least one of graphite, carbon black, carbon nano tube (CNT), and fullerene (C 60 ).

상기 유기 탄소 화합물로는 페놀(penol), 프랑(franc), 자일렌(xylene), 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyunrethane), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 및 폴리비닐아세테이트(poly (vinyl acetate)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그 외에도 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch) 또는 타르(tar) 등을 포함할 수 있다. Examples of the organic carbon compounds include phenol, franc, xylene, polyimide, polyurethane, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile and It may include at least one of poly(vinyl acetate). In addition, cellulose, sugar, pitch, or tar may be included.

이러한 탄소원과 규소원을 용매를 이용한 습식 혼합 공정 또는 용매를 이용하지 않은 건식 혼합 공정으로 탄소원과 규소원을 혼합할 수 있다. The carbon source and the silicon source may be mixed by a wet mixing process using a solvent or a dry mixing process without using a solvent.

이러한 규소원과 탄소원은 볼 밀(ball mill), 어트리션 밀(attrition bill) 등의 방법으로 혼합하여 혼합 분말을 회수한다. 혼합 분말은 체(sieve)에 의해 걸려져서 회수될 수 있다. The silicon source and the carbon source are mixed by a method such as a ball mill or an attrition bill to recover mixed powder. The mixed powder can be recovered by being sieved by a sieve.

상기 규소원 및 상기 탄소원은 일정한 비율로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 규소원에 포함된 규소에 대한 탄소원에 포함된 탄소의 몰(mole)비(이하 "규소에 대한 탄소의 몰비")는 약 1:1.5 내지 약 1:3 일 수 있다. 규소에 대한 탄소의 몰비가 약 3을 초과하는 경우에는 탄소의 양이 많아 반응에 참여하지 않고 잔류하는 잔류 탄소의 양이 많아져서 회수율을 저하시킬 수 있다. 그리고 규소에 대한 탄소의 몰비가 약 1.5 미만인 경우에는 규소의 양이 많아 반응에 참여하지 않고 잔류하는 잔류 규소의 양이 많아져서 회수율을 저하시킬 수 있다. 즉 상기 규소에 대한 탄소의 몰비는 회수율을 고려하여 결정된 것이다.The silicon source and the carbon source may be mixed at a constant ratio. For example, a molar ratio of carbon included in the carbon source to silicon included in the silicon source (hereinafter referred to as “molar ratio of carbon to silicon”) may be about 1:1.5 to about 1:3. When the molar ratio of carbon to silicon exceeds about 3, the amount of carbon is large and the amount of residual carbon that does not participate in the reaction and remains increases, thereby reducing the recovery rate. In addition, when the molar ratio of carbon to silicon is less than about 1.5, the amount of silicon remaining without participating in the reaction increases due to the large amount of silicon, which may lower the recovery rate. That is, the molar ratio of carbon to silicon is determined in consideration of the recovery rate.

이때, 상기 규소원이 반응 단계의 고온에서 기체 상태로 휘발되는 것을 고려하여, 규소에 대한 탄소의 몰비를 약 1.8 내지 약 2.7로 할 수 있다.
At this time, considering that the silicon source volatilizes in a gaseous state at a high temperature in the reaction step, the molar ratio of carbon to silicon may be about 1.8 to about 2.7.

상기 제 1 탄화규소 분말을 제조하는 단계(ST20)에서는 상기 혼합 분말을 가열하여, 제 1 탄화규소 분말을 형성할 수 있다.In the step of preparing the first silicon carbide powder (ST20), the mixed powder may be heated to form the first silicon carbide powder.

상기 제 1 탄화규소 분말을 제조하는 단계는 탄화(carbonization) 공정 및 합성(synthesis) 공정으로 구분될 수 있다.The step of preparing the first silicon carbide powder may be divided into a carbonization process and a synthesis process.

상기 탄화 공정에서는 상기 유기 탄소 화합물이 탄화되어 탄소가 생성될 수 있다. 상기 탄화 공정은 약 600℃ 내지 약 1200℃의 온도에서 진행될 수 있다. 더 자세하게, 상기 탄화 공정은 약 800℃ 내지 약 1100℃의 온도에서 진행될 수 있다. 상기 고체 탄소원을 탄소원으로 사용하는 경우에는 상기 탄화공정은 진행되지 않을 수 있다.In the carbonization process, carbon may be generated by carbonizing the organic carbon compound. The carbonization process may be performed at a temperature of about 600 °C to about 1200 °C. In more detail, the carbonization process may be performed at a temperature of about 800 °C to about 1100 °C. When the solid carbon source is used as the carbon source, the carbonization process may not proceed.

이후, 상기 합성 공정이 진행된다. 상기 합성 공정에서는 상기 규소원과 고체 탄소원이 반응하거나 또는 상기 규소원과 상기 유기 탄소 화합물이 반응하여, 아래의 반응식 1 및 2의 단계에 따른 반응식 3의 전체 반응식에 의하여 탄화규소 분말이 형성될 수 있다. After that, the synthesis process proceeds. In the synthesis process, the silicon source and the solid carbon source react or the silicon source and the organic carbon compound react to form silicon carbide powder according to the overall reaction formula of reaction formula 3 according to the steps of reaction formulas 1 and 2 below. there is.

[반응식 1][Scheme 1]

SiO2(s) + C(s) -> SiO(g) + CO(g) SiO2(s) + C(s) -> SiO(g) + CO(g)

[반응식 2][Scheme 2]

SiO(g) + 2C(s) -> SiC(s) + CO(g)SiO(g) + 2C(s) -> SiC(s) + CO(g)

[반응식 3][Scheme 3]

SiO2(s) + 3C(s) -> SiC(s) + 2CO(g) SiO2(s) + 3C(s) -> SiC(s) + 2CO(g)

상술한 바와 같은 반응이 원활하게 일어날 수 있도록 가열 온도는 약 1300℃ 이상일 수 있다. 이때, 가열 온도를 약 1300℃ 내지 약 1700℃로 함으로써 제조되는 탄화규소 분말이 저온 안정상인 베타상을 가지도록 할 수 있다. 이러한 베타상은 미세한 입자로 이루어져서 탄화규소 분말의 강도 등을 향상할 수 있다.The heating temperature may be about 1300° C. or higher so that the reaction as described above can occur smoothly. In this case, by setting the heating temperature to about 1300° C. to about 1700° C., the prepared silicon carbide powder may have a low-temperature stable beta phase. This beta phase is composed of fine particles and can improve the strength and the like of the silicon carbide powder.

상기와 같은 제조 공정에 의해 약 0.1㎛ 내지 약 0.9㎛의 입도를 가지는 미립의 제 1 탄화규소 분말을 제조할 수 있다.The first silicon carbide powder having a particle size of about 0.1 μm to about 0.9 μm may be manufactured by the manufacturing process as described above.

상기 제 2 탄화규소 분말을 제조하는 단계(ST30)에서는, 상기 제 1 탄화규소 분말을 일정한 온도에서 반응시킬 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 탄화규소 분말을 일정한 온도에서 가열하여, 상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장시킬 수 있다.In the step of preparing the second silicon carbide powder (ST30), the first silicon carbide powder may be reacted at a constant temperature. In detail, the first silicon carbide powder may be heated at a constant temperature to cause grain growth of the first silicon carbide powder.

자세하게는, 상기 제 2 탄화규소 분말은 상기 제 1 탄화규소 분말을 약 1800℃ 내지 약 2300℃의 온도에서 반응시켜 제조될 수 있다. 즉, 상기 제 2 탄화규소 분말은 상기 1차 탄화규소 분말을 약 1800℃ 내지 약 2300℃의 온도에서 반응시켜 입성장시킴으로서 제조될 수 있다.Specifically, the second silicon carbide powder may be prepared by reacting the first silicon carbide powder at a temperature of about 1800 °C to about 2300 °C. That is, the second silicon carbide powder may be prepared by grain growth by reacting the primary silicon carbide powder at a temperature of about 1800 ° C to about 2300 ° C.

상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장하는 단계는 제 1 성장 온도로 가열하는 단계, 상기 제 1 성장 온도를 유지하는 단계, 상기 제 1 성장 온도에서 상기 제 2 성장 온도로 가열하는 단계 및 상기 제 2 성장 온도를 유지하는 단계를 포함할 수 있다.The step of grain-growing the first silicon carbide powder includes heating to a first growth temperature, maintaining the first growth temperature, heating from the first growth temperature to the second growth temperature, and It may include maintaining the growth temperature.

도 2는 상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장 할때의 온도 구간을 도시한 그래프이다.2 is a graph showing a temperature range during grain growth of the first silicon carbide powder.

도 2를 참조하면, 상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장하기 위해, 1 성장 온도(T1)로 가열할 수 있다. 이어서, 상기 제 1 성장 온도(T1)가 일정 시간동안 유지되는 제 1 유지 구간(M1)이 설정될 수 있다. 이어서, 상기 제 1 성장 온도(T2)를 상기 제 2 성장 온도(T2)로 가열할 수 있다. 이어서, 상기 제 2 성장 온도(T2)가 일정 시간동안 유지되는 제 2 유지 구간(M2)이 설정될 수 있다.Referring to FIG. 2 , in order to grain grow the first silicon carbide powder, it may be heated to 1 growth temperature (T1). Subsequently, a first maintenance period M1 in which the first growth temperature T1 is maintained for a predetermined time may be set. Subsequently, the first growth temperature T2 may be heated to the second growth temperature T2. Subsequently, a second maintenance period M2 in which the second growth temperature T2 is maintained for a predetermined time may be set.

즉, 상기 제 1 탄화규소 분말은 일정한 온도로 가열하는 구간 및 일정한 온도에서 유지되는 구간이 반복될 수 있다.That is, a section in which the first silicon carbide powder is heated to a constant temperature and a section maintained at a constant temperature may be repeated.

상기 제 2 성장 온도(T2)는 상기 제 1 성장 온도(T1)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 1 성장 온도(T1)와 상기 제 2 성장 온도(T2)의 차이(T2-T1)는 약 20℃ 내지 약 200℃일 수 있다.The second growth temperature T2 may be higher than the first growth temperature T1. Also, a difference (T2-T1) between the first growth temperature T1 and the second growth temperature T2 may be about 20°C to about 200°C.

상기 제 1 성장 온도(T1)와 상기 제 2 성장 온도(T2)의 차이(T2-T1)가 약 20℃ 미만인 경우, 최종 성장 온도까지 도달하는 시간이 증가함에 따라, 공정 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 1 성장 온도(T1)와 상기 제 2 성장 온도(T2)의 차이(T2-T1)가 약 200℃를 초과하는 경우, 제 1 탄화규소 분말이 입성장하는 구간이 증감함에 따라, 탄화규소 분말의 입경이 증가될 수 있다.When the difference (T2-T1) between the first growth temperature T1 and the second growth temperature T2 is less than about 20° C., process efficiency may decrease as the time to reach the final growth temperature increases. . In addition, when the difference (T2-T1) between the first growth temperature (T1) and the second growth temperature (T2) exceeds about 200 ° C., as the grain growth section of the first silicon carbide powder increases or decreases, The particle size of the silicon carbide powder can be increased.

상기 제 1 유지 구간(M1) 및 상기 제 2 유지 구간(M2)의 시간은 약 10분 내지 약 100분일 수 있다.The time of the first maintenance period M1 and the second maintenance period M2 may be about 10 minutes to about 100 minutes.

상기 제 1 유지 구간(M1) 및 상기 제 2 유지 구간(M2)이 약 10분 미만인 경우, 입성장되는 탄화규소 분말의 산포가 증가되어, 입자 균일성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 1 유지 구간(M1) 및 상기 제 2 유지 구간(M2)이 약 100분을 초과하는 경우, 최종 성장 온도까지 도달하는 시간이 증가함에 따라, 공정 효율이 저하될 수 있다.When the first maintaining period M1 and the second maintaining period M2 are less than about 10 minutes, the dispersion of grain-grown silicon carbide powder may increase, and particle uniformity may deteriorate. In addition, when the first maintaining period M1 and the second maintaining period M2 exceed about 100 minutes, process efficiency may decrease as the time to reach the final growth temperature increases.

상기 제 1 유지 구간(M1) 및 상기 제 2 유지 구간(M2)의 시간은 상기 범위 내에서 동일 유사하거나 또는 상이할 수 있다. 자세하게, 원하고자 하는 탄화규소 분말의 입경 사이즈 및 산포를 고려하여, 상기 제 1 유지 구간(M1) 및 상기 제 2 유지 구간(M2)의 시간은 상기 범위 내에서 동일 유사하거나 또는 상이하게 제어할 수 있다.
The times of the first maintenance period M1 and the second maintenance period M2 may be the same, similar or different within the above range. In detail, in consideration of the desired particle size and distribution of the silicon carbide powder, the time of the first maintaining period M1 and the second maintaining period M2 can be controlled identically, similarly or differently within the above range. there is.

도 3을 참조하면, 상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장 할 때의 온도 구간은, 상기 제 2 성장 온도에서 제 3 성장 온도로 가열하는 단계 및 상기 제 3 성장 온도를 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the temperature range during grain growth of the first silicon carbide powder may further include heating from the second growth temperature to a third growth temperature and maintaining the third growth temperature. can

즉, 상기 제 2 성장 온도(T2)를 상기 제 3 성장 온도(T3)로 가열할 수 있고, 상기 제 3 성장 온도(T3)가 일정 시간동안 유지되는 제 3 유지 구간(M3)이 설정될 수 있다.That is, the second growth temperature T2 can be heated to the third growth temperature T3, and a third maintenance period M3 in which the third growth temperature T3 is maintained for a certain period of time can be set. there is.

상기 제 3 성장 온도(T3)는 상기 제 1 성장 온도(T1) 및 상기 제 2 성장 온도(T2)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 3 성장 온도(T3)와 상기 제 2 성장 온도(T2)의 차이(T3-T2)는 약 20℃ 내지 약 200℃일 수 있다.The third growth temperature T3 may be greater than the first growth temperature T1 and the second growth temperature T2. Also, a difference (T3-T2) between the third growth temperature T3 and the second growth temperature T2 may be about 20°C to about 200°C.

상기 제 2 성장 온도(T2)와 상기 제 3 성장 온도(T3)의 차이(T3-T2)가 약 20℃ 미만인 경우, 최종 성장 온도까지 도달하는 시간이 증가함에 따라, 공정 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 2 성장 온도(T2)와 상기 제 3 성장 온도(T3)의 차이(T3-T2)가 약 200℃를 초과하는 경우, 제 1 탄화규소 분말이 입성장하는 구간이 증감함에 따라, 탄화규소 분말의 입경이 증가될 수 있다.When the difference (T3-T2) between the second growth temperature T2 and the third growth temperature T3 is less than about 20° C., process efficiency may decrease as the time to reach the final growth temperature increases. . In addition, when the difference (T3-T2) between the second growth temperature (T2) and the third growth temperature (T3) exceeds about 200 ° C., as the grain growth section of the first silicon carbide powder increases or decreases, The particle size of the silicon carbide powder can be increased.

또한, 상기 제 2 성장 온도(T2)와 상기 제 3 성장 온도(T3)의 차이(T3-T2)는 상기 제 1 성장 온도(T1)와 상기 제 2 성장 온도(T2)의 차이(T2-T1)와 동일 유사하거나 또는 상이할 수 있다.In addition, the difference (T3-T2) between the second growth temperature (T2) and the third growth temperature (T3) is the difference (T2-T1) between the first growth temperature (T1) and the second growth temperature (T2). ) and may be the same, similar or different.

예를 들어, 상기 제 2 성장 온도(T2)와 상기 제 3 성장 온도(T3)의 차이(T3-T2) 및 상기 제 1 성장 온도(T1)와 상기 제 2 성장 온도(T2)의 차이(T2-T1)는 약 20℃ 내지 약 200℃의 범위 내에서 서로 동일 유사하거나 또는 상이할 수 있다.For example, a difference (T3-T2) between the second growth temperature (T2) and the third growth temperature (T3) and a difference (T2) between the first growth temperature (T1) and the second growth temperature (T2) -T1) may be the same, similar or different from each other within the range of about 20 ° C to about 200 ° C.

자세하게는, 원하고자 하는 탄화규소 분말의 입경 사이즈 및 산포를 고려하여, 상기 제 2 성장 온도(T2)와 상기 제 3 성장 온도(T3)의 차이(T3-T2) 및 상기 제 1 성장 온도(T1)와 상기 제 2 성장 온도(T2)의 차이(T2-T1)는 서로 동일 유사하거나 또는 상이할 수 있다.In detail, the difference (T3-T2) between the second growth temperature (T2) and the third growth temperature (T3) and the first growth temperature (T1) in consideration of the particle size and distribution of the desired silicon carbide powder ) and the second growth temperature T2 (T2-T1) may be the same, similar or different from each other.

상기 제 3 유지 구간(M3)의 시간은 약 10분 내지 약 100분일 수 있다.The time of the third maintenance period M3 may be about 10 minutes to about 100 minutes.

상기 제 3 유지 구간(M3)이 약 10분 미만인 경우, 입성장되는 탄화규소 분말의 산포가 증가되어, 입자 균일성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 3 유지 구간(M3)이 약 100분을 초과하는 경우, 최종 성장 온도까지 도달하는 시간이 증가함에 따라, 공정 효율이 저하될 수 있다.When the third holding period M3 is less than about 10 minutes, the dispersion of grain-grown silicon carbide powder increases, and particle uniformity may deteriorate. In addition, when the third holding period M3 exceeds about 100 minutes, process efficiency may decrease as the time to reach the final growth temperature increases.

상기 제 1 유지 구간(M1), 상기 제 2 유지 구간(M2) 및 상기 제 3 유지 구간(M3)의 시간은 상기 범위 내에서 동일 유사하거나 또는 상이할 수 있다. 자세하게는, 원하고자 하는 탄화규소 분말의 입경 사이즈 및 산포를 고려하여, 상기 제 1 유지 구간(M1), 상기 제 2 유지 구간(M2) 및 상기 제 3 유지 구간(M3)의 시간은 상기 범위 내에서 동일 유사하거나 또는 상이하게 제어할 수 있다.The times of the first maintenance period M1, the second maintenance period M2, and the third maintenance period M3 may be the same, similar or different within the above range. Specifically, in consideration of the desired particle size and distribution of the silicon carbide powder, the times of the first maintaining period M1, the second maintaining period M2, and the third maintaining period M3 are within the above range. In the same, similar or different control can be.

도 2 및 도 3에서는 제 1, 2 성장 온도 및 제 1, 2, 3 성장 온도와 제 1, 2 유지 구간 및 제 1, 2, 3 유지 구간에 대해 설명하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 원하고자 하는 탄화규소 분말의 입경 사이즈 및 산포 등을 고려하여, 제 4 성장 온도 및 제 4 유지 구간 등의 추가적인 성장 온도 및 유지 구간을 더 설정할 수 있음은 물론이다.
2 and 3, the first and second growth temperatures, the first, second, and third growth temperatures, the first and second holding periods, and the first, second, and third holding periods have been described, but the embodiment is not limited thereto, It goes without saying that additional growth temperatures and holding periods, such as the fourth growth temperature and the fourth holding period, may be further set in consideration of the desired particle size and distribution of the silicon carbide powder.

상기 입성장 공정에 따라, 상기 제 1 탄화규소 분말은 입성장하여 제 2 탄화규소 분말을 형성할 수 있다. 자세하게는, 상기 제 2 탄화규소 분말의 입경은 약 200㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 또한, 상기 제 2 탄화규소 분말은 알파상 탄화규소 분말을 포함할 수 있다. 자세하게는, 상기 제 2 탄화규소 분말은 알파상 탄화규소 분말 및 베타상 탄화규소 분말 중 적어도 하나의 탄화규소 분말을 포함할 수 있다.According to the grain growth process, the first silicon carbide powder may be grain grown to form a second silicon carbide powder. Specifically, the particle diameter of the second silicon carbide powder may be about 200 μm to about 500 μm. In addition, the second silicon carbide powder may include alpha-phase silicon carbide powder. In detail, the second silicon carbide powder may include at least one of alpha-phase silicon carbide powder and beta-phase silicon carbide powder.

본 발명 실시예에 따라 제조되는 탄화규소 분말은 탄화규소 단결정 성장시 적용될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제조되는 탄화규소 분말은 탄화규소 분말이 도가니 등에 충진될 때, 탄화규소 분말의 안식각을 감소시킬 수 있다.The silicon carbide powder prepared according to the embodiment of the present invention can be applied when growing a silicon carbide single crystal. In addition, the silicon carbide powder prepared according to the embodiment may reduce the angle of repose of the silicon carbide powder when the silicon carbide powder is filled in a crucible or the like.

여기서, 안식각이란 분말을 낙하시켰을 때 이루는 각을 의미하며, 분말의 입자 특성에 따라 결정될 수 있다. 즉, 안식각이 작아진다는 것은 도가니 등에 충진되는 분말의 표면이 점점 평평해지는 것을 의미할 수 있고, 안식각이 커진다는 것은 도가니 등에 충진되는 분말의 표면이 점점 평평해지지 않는 것을 의미할 수 있다.Here, the angle of repose means an angle formed when the powder is dropped, and may be determined according to particle characteristics of the powder. That is, a decrease in the angle of repose may mean that the surface of the powder filled in the crucible or the like is gradually flattened, and an increase in the angle of repose may mean that the surface of the powder filled in the crucible or the like is gradually not flattened.

즉, 탄화규소 단결정 성장시 원료로 적용되는 탄화규소 분말의 안식각이 작아짐에 따라, 도가니 내부에 충진되는 원료의 표면에서, 종자정까지의 높이가 전체적으로 균일해짐에 따라, 원료와 종자정 사이의 온도 구배를 균일하게 할 수 있으므로, 이에 의해 제조되는 탄화규소 단결정의 품질을 향상시킬 수 있다.That is, as the angle of repose of the silicon carbide powder applied as a raw material during the growth of silicon carbide single crystal decreases, the height of the raw material filled in the crucible from the surface to the seed crystal becomes uniform as a whole, and the temperature between the raw material and the seed crystal becomes uniform Since the gradient can be made uniform, the quality of the silicon carbide single crystal produced thereby can be improved.

예를 들어, 상기 탄화규소 분말의 안식각은 약 30° 이하일 수 있다. 자세하게는, 상기 탄화규소 분말의 안식각은 약 20° 이하일 수 있다. 더 자세하게는, 상기 탄화규소 분말의 안식각은 약 10° 내지 약 20° 일 수 있다.For example, the angle of repose of the silicon carbide powder may be about 30° or less. Specifically, the angle of repose of the silicon carbide powder may be about 20° or less. More specifically, the angle of repose of the silicon carbide powder may be about 10° to about 20°.

이하, 실시예들 및 비교예들에 따른 탄화규소 분말의 제조 방법을 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through a manufacturing method of silicon carbide powder according to Examples and Comparative Examples. These embodiments are only presented as examples in order to explain the present invention in more detail. Therefore, the present invention is not limited to these examples.

실시예 1Example 1

10g의 퓸드 실리카(fumed silica) 및 10g의 페놀수지를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 또한 원료는 도가니 500φ × 100H에 6㎏을 투입하였다.A mixture was formed by mixing 10 g of fumed silica and 10 g of a phenolic resin. In addition, 6 kg of the raw material was charged into a 500φ×100H crucible.

혼합장치는 임펠러가 설치된 장치로 임펠러 속도를 200 rpm으로 5시간 작동하여 혼합하였다.The mixing device was a device equipped with an impeller, and the mixture was mixed by operating at an impeller speed of 200 rpm for 5 hours.

이후, 상기 혼합물의 승온 온도를 3℃/min으로 하여 약 850℃의 온도에서 2시간 동안 탄화공정을 거쳐, 승온 온도를 5℃/min으로 하여 약 1650℃의 온도에서 약 3시간 동안 합성공정을 거쳐, 미립의 3C 결정상을 가지는 제 1 탄화규소 분말을 제조하였다.Thereafter, the temperature of the mixture was subjected to a carbonization process at a temperature of about 850 ° C. for 2 hours at a temperature of 3 ° C. / min, and a synthesis process at a temperature of about 1650 ° C. for about 3 hours at a temperature of 5 ° C. / min. Through this process, a first silicon carbide powder having a fine-grained 3C crystal phase was prepared.

이어서, 상기 1차 탄화규소 분말을 아르곤(Ar) 분위기에서, 약 1800℃ 내지 약 2300℃의 온도에서 입성장하여 제 2 탄화규소 분말을 제조하였다.Subsequently, the primary silicon carbide powder was grain grown in an argon (Ar) atmosphere at a temperature of about 1800° C. to about 2300° C. to prepare a second silicon carbide powder.

이때, 입성장 공정은 약 1800℃에서 약 100℃의 온도만큼 가열하여, 가열 온도에서 약 1시간 동안 유지하는 공정을 약 2300℃의 온도까지 반복하여 진행하였다.At this time, the grain growth process was performed by heating at a temperature of about 1800 ° C to about 100 ° C and maintaining the temperature at the heating temperature for about 1 hour, repeating the process to a temperature of about 2300 ° C.

이어서, 제조되는 제 2 탄화규소 분말을 도가니에 충진하여 충진되는 탄화규소 분말의 안식각을 측정하였다.
Next, the prepared second silicon carbide powder was filled into a crucible, and the angle of repose of the filled silicon carbide powder was measured.

실시예 2Example 2

입성장 공정이 약 1800℃에서 약 100℃의 온도만큼 가열하여, 가열 온도에서 약 30분 동안 유지하는 공정을 약 2300℃의 온도까지 반복하여 진행되었다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 제 2 탄화규소 분말을 제조한 후, 제조되는 제 2 탄화규소 분말을 도가니에 충진하여 충진되는 탄화규소 분말의 안식각을 측정하였다.
The grain growth process was performed in the same manner as in Example 1 except that the process of heating from about 1800 ° C to about 100 ° C and maintaining the temperature for about 30 minutes at the heating temperature was repeated to a temperature of about 2300 ° C. After preparing the second silicon carbide powder, the prepared second silicon carbide powder was filled in a crucible, and the angle of repose of the filled silicon carbide powder was measured.

실시예 3Example 3

입성장 공정이 약 1800℃에서 약 50℃의 온도만큼 가열하여, 가열 온도에서 약 30분 동안 유지하는 공정을 약 2300℃의 온도까지 반복하여 진행되었다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 제 2 탄화규소 분말을 제조한 후, 제조되는 제 2 탄화규소 분말을 도가니에 충진하여 충진되는 탄화규소 분말의 안식각을 측정하였다.
The grain growth process is the same as in Example 1 except that the process of heating from about 1800 ° C to about 50 ° C and maintaining the temperature for about 30 minutes at the heating temperature is repeated until the temperature of about 2300 ° C. After preparing the second silicon carbide powder, the prepared second silicon carbide powder was filled in a crucible, and the angle of repose of the filled silicon carbide powder was measured.

비교예 1Comparative Example 1

입성장 공정이 약 1800℃에서 약 2300℃의 온도까지 한번에 가열한 후, 약 2300℃의 온도에서 약 5시간동안 유지하였다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 제 2 탄화규소 분말을 제조한 후, 제조되는 제 2 탄화규소 분말을 도가니에 충진하여 충진되는 탄화규소 분말의 안식각을 측정하였다.
A second silicon carbide powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the grain growth process was heated from about 1800 ° C to about 2300 ° C at one time and then maintained at a temperature of about 2300 ° C for about 5 hours. After that, the prepared second silicon carbide powder was filled in a crucible, and the angle of repose of the filled silicon carbide powder was measured.

입경(㎛)Particle size (㎛) 산포scatter 안식각(°)angle of repose (°) 실시예1Example 1 258258 2.62.6 1616 실시예2Example 2 220220 3.73.7 1414 실시예3Example 3 260260 2.42.4 1818 비교예1Comparative Example 1 267267 2.52.5 3737

표 1과 도 4 내지 도 7을 참조하면, 실시예들에 따른 탄화규소 분말은 비교예에 따른 탄화규소 분말에 비해 안식각이 감소되는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1 and FIGS. 4 to 7 , it can be seen that the angle of repose of the silicon carbide powder according to Examples is reduced compared to that of the silicon carbide powder according to Comparative Example.

또한, 실시예들에 따른 탄화규소 분말의 입경 및 산포는 비교예에 따른 탄화규소 분말의 입경 및 산포와 유사함을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the particle size and distribution of the silicon carbide powder according to Examples are similar to those of the silicon carbide powder according to Comparative Example.

자세하게는, 도 4(비교예)를 참조하면, 탄화규소 분말끼리 서로 엉키는 현상 즉, 넥킹(necking)되는 탄화규소 분말들이 증가함에 따라 탄화규소 분말이 도가니 내부에 충진될 때, 이러한 넥킹되는 현상에 의해 안식각이 증가될 수 있다.In detail, referring to FIG. 4 (comparative example), when the silicon carbide powder is filled in the crucible as the number of silicon carbide powders being necked increases, the phenomenon of entanglement of silicon carbide powders with each other, this necking phenomenon The angle of repose can be increased by

반면에, 도 5(실시예1), 도 6(실시예2) 및 도 7(실시예3)을 참조하면, 탄화규소 분말끼리 서로 엉키는 현상 즉, 넥킹(necking)되는 탄화규소 분말들이 감소되고, 이에 따라 탄화규소 분말이 도가니 내부에 충진될 때, 이러한 넥킹되는 현상에 의해 안식각이 감소될 수 있다.
On the other hand, referring to FIG. 5 (Example 1), FIG. 6 (Example 2) and FIG. 7 (Example 3), the phenomenon of entanglement of silicon carbide powders, that is, the necking silicon carbide powders is reduced , Accordingly, when the silicon carbide powder is filled into the crucible, the angle of repose may be reduced due to this necking phenomenon.

이에 따라, 안식각이 감소함에 따라, 도가니 내에 충진되는 탄화규소 분말의 표면이 평평해지고, 탄화규소 분말과 종자정 사이의 온도 구배가 균일해짐에 따라, 보다 품질이 향상된 탄화규소 단결정을 제조할 수 있다.
Accordingly, as the angle of repose decreases, the surface of the silicon carbide powder filled in the crucible flattens, and the temperature gradient between the silicon carbide powder and the seed crystal becomes uniform, thereby producing a silicon carbide single crystal with improved quality. .

이하, 도 8을 참조하여, 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 제조방법을 설명한다.Hereinafter, referring to FIG. 8, a method for growing a silicon carbide single crystal according to an embodiment will be described.

본 발명 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 제조방법은, 원료로서 단결정 성장용 탄화규소 분말을 준비하는 단계, 상기 탄화규소 분말을 도가니에 충진하는 단계, 상기 도가니를 단결정 성장 장치에 투입하는 단계 및 상기 단결정 성장 장치를 가열하는 단계를 포함할 수 있다.A method for growing a single crystal of silicon carbide according to an embodiment of the present invention includes preparing silicon carbide powder for single crystal growth as a raw material, filling a crucible with the silicon carbide powder, putting the crucible into a single crystal growing apparatus, and the above steps. It may include heating the single crystal growing apparatus.

상기 단결정 성장용 탄화규소 분말을 준비하는 단계는 앞서 설명한 탄화규소 분말 제조방법 즉, 제 2 탄화규소 분말 제조방법과 동일하므로 이하의 설명은 생략한다.Since the step of preparing the silicon carbide powder for single crystal growth is the same as the previously described silicon carbide powder manufacturing method, that is, the second silicon carbide powder manufacturing method, the following description is omitted.

이어서, 상기 단결정 성장용 탄화규소 분말(200)을 도가니(100)에 충진하고, 탄화규소 분말을 수용하는 도가니를 단결정 성장 장치(1000)에 투입할 수 있다.Subsequently, the crucible 100 may be filled with the silicon carbide powder 200 for single crystal growth, and the crucible accommodating the silicon carbide powder may be put into the single crystal growth apparatus 1000 .

이어서, 상기 단결정 성장 장치를 가열하는 단계에서는 상기 도가니(100)에 열을 가할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 발열 유도부가 상기 도가니(100) 외부에 위치하여 상기 도가니(100)에 열을 가할 수 있다. 상기 도가니(100)는 상기 발열 유도부에 의해 스스로 발열될 수 있다. 상기 발열 유도부는 일례로, 고주파 유도 코일일 수 있다. 고주파 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써 상기 도가니(100)를 가열할 수 있다. 즉, 상기 도가니(100)에 수용되는 원료를 원하는 온도로 가열할 수 있다.Subsequently, in the step of heating the single crystal growth apparatus, heat may be applied to the crucible 100 . Although not shown in the drawings, a heating induction unit may be located outside the crucible 100 to apply heat to the crucible 100 . The crucible 100 may self-heat by the heat induction part. The heating induction unit may be, for example, a high-frequency induction coil. The crucible 100 may be heated by flowing a high frequency current through a high frequency induction coil. That is, the raw material accommodated in the crucible 100 can be heated to a desired temperature.

이에 따라, 상기 도가니(100) 내에 수용된 탄화규소 분말이 승화되고, 도가니(100) 내의 종자정(400)으로 이동할 수 있고, 상기 종자정(400)으로부터 잉곳(410)이 성장할 수 있다. Accordingly, the silicon carbide powder accommodated in the crucible 100 sublimes and can move to the seed crystal 400 in the crucible 100, and the ingot 410 can grow from the seed crystal 400.

구체적으로, 상기 발열 유도부에 의해 상기 도가니(100)의 상부 및 하부에 서로 다른 가열온도 영역을 갖는 온도구배가 형성된다. 이러한 온도구배로 인하여 상기 탄화규소 분말의 승화가 일어나고, 승화된 탄화규소 가스가 상대적으로 온도가 낮은 종자정(400)의 표면으로 이동한다. 이로 인해, 상기 탄화규소 가스가 재결정되어 잉곳(410)으로 성장될 수 있다.
Specifically, a temperature gradient having different heating temperature regions is formed at the top and bottom of the crucible 100 by the heat induction part. Due to this temperature gradient, sublimation of the silicon carbide powder occurs, and the sublimated silicon carbide gas moves to the surface of the seed crystal 400 having a relatively low temperature. Due to this, the silicon carbide gas may be recrystallized and grown into an ingot 410 .

즉, 본 발명 실시예에 따라 제조되는 탄화규소 단결정은 상기 도가니(100) 내부에 충진되는 단결정 성장용 탄화규소 분말(200)의 안식각(θ)의 크기를 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 탄화규소 분말과 종자정 사이의 온도 구배가 균일해지므로, 향상된 품질의 탄화규소 단결정을 제조할 수 있다.That is, the silicon carbide single crystal manufactured according to the embodiment of the present invention can reduce the size of the angle of repose (θ) of the silicon carbide powder 200 for single crystal growth filled in the crucible 100, and thus, silicon carbide Since the temperature gradient between the powder and the seed crystal becomes uniform, it is possible to manufacture a silicon carbide single crystal of improved quality.

이하, 실시예들 및 비교예들에 따른 탄화규소 분말의 제조 방법을 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through a manufacturing method of silicon carbide powder according to Examples and Comparative Examples. These embodiments are only presented as examples in order to explain the present invention in more detail. Therefore, the present invention is not limited to these examples.

실시예 4Example 4

실시예 1 내지 실시예 3의 탄화규소 분말을 이용하여 상기 단결정 성장 공정에 의해 탄화규소 단결정을 성장하였다.
Silicon carbide single crystals were grown by the single crystal growing process using the silicon carbide powders of Examples 1 to 3.

비교예 2Comparative Example 2

비교예 1의 탄화규소 분말을 이용하여 상기 단결정 성장 공정에 의해 탄화규소 단결정을 성장하였다.
A silicon carbide single crystal was grown using the silicon carbide powder of Comparative Example 1 by the above single crystal growth process.

결함밀도(ea/㎠)Defect Density (ea/cm2) 원료의 높이 차이(㎜)Height difference of raw material (mm) 실시예 4Example 4 6161 33 비교예 2Comparative Example 2 640640 3030

표 2를 참조하면, 실시예 4에 따른 탄화규소 단결정의 결함 밀도는 비교예2에 따른 탄화규소 단결정의 결함 밀도에 비해 작은 것을 알 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the defect density of the silicon carbide single crystal according to Example 4 is smaller than that of the silicon carbide single crystal according to Comparative Example 2.

또한, 실시예 4는 도가니 내에 충진되는 원료 즉, 단결정 성장용 탄화규소 분말의 높이 편차가 비교예 2에 비해 작은 것을 알 수 있다.In addition, in Example 4, it can be seen that the height deviation of the raw material filled in the crucible, that is, the silicon carbide powder for single crystal growth is smaller than that of Comparative Example 2.

즉, 도 10(실시예 4)에 따른 탄화규소 단결정은 도 9(비교예 2)에 비해 결함이 감소되어 향상된 품질을 가지는 것을 알 수 있다.
That is, it can be seen that the silicon carbide single crystal according to FIG. 10 (Example 4) has improved quality with reduced defects compared to FIG. 9 (Comparative Example 2).

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects, etc. described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to these combinations and variations should be construed as being included in the scope of the present invention.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiments have been described above, these are merely examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs can exemplify the above to the extent that does not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be seen that various variations and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. And differences related to these variations and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

Claims (13)

탄소원 및 규소원을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
상기 혼합물을 가열하여 0.1㎛ 내지 0.9㎛의 입도를 가지는 제 1 탄화규소 분말을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 탄화규소 분말을 입성장하여 제 2 탄화규소 분말을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 탄화규소 분말을 입성장하는 단계는,
제 1 성장 온도로 가열하는 단계;
상기 제 1 성장 온도를 유지하는 단계;
상기 제 1 성장 온도에서 제 2 성장 온도로 가열하는 단계;
상기 제 2 성장 온도를 유지하는 단계;
상기 제 2 성장 온도에서 제 3 성장 온도로 가열하는 단계; 및
상기 제 3 성장 온도를 유지하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 제 2 성장 온도는 상기 제 1 성장 온도보다 크고,
상기 제 3 성장 온도는 상기 제 1 성장 온도 및 상기 제 2 성장 온도보다 크고,
상기 제 1 성장 온도와 제 2 성장 온도와 상기 제 3 성장 온도의 차이는 20℃ 내지 200℃인 탄화규소 분말 제조방법.
mixing a carbon source and a silicon source to form a mixture;
heating the mixture to form a first silicon carbide powder having a particle size of 0.1 μm to 0.9 μm; and
Grain growth of the first silicon carbide powder to form a second silicon carbide powder,
The step of grain-growing the silicon carbide powder,
heating to a first growth temperature;
maintaining the first growth temperature;
heating from the first growth temperature to a second growth temperature;
maintaining the second growth temperature;
heating from the second growth temperature to a third growth temperature; and
maintaining the third growth temperature; Including more,
The second growth temperature is greater than the first growth temperature,
The third growth temperature is greater than the first growth temperature and the second growth temperature,
The difference between the first growth temperature, the second growth temperature, and the third growth temperature is 20 ℃ to 200 ℃ silicon carbide powder manufacturing method.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제 1 성장 온도 및 상기 제 2 성장 온도 및 제 3 성장 온도는 10분 내지 100분 동안 유지되는 탄화규소 분말 제조방법.
According to claim 1,
The first growth temperature, the second growth temperature and the third growth temperature are maintained for 10 minutes to 100 minutes.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 탄화규소 분말은 1800℃ 내지 2300℃의 온도에서 입성장하는 탄화규소 분말 제조방법.
According to claim 1,
Wherein the first silicon carbide powder is grain-grown at a temperature of 1800 ° C to 2300 ° C.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제 1 성장 온도와 상기 제 2 성장 온도의 차이는 상기 제 2 성장 온도와 상기 제 3 성장 온도의 차이와 동일한 탄화규소 분말 제조방법.
According to claim 1,
The difference between the first growth temperature and the second growth temperature is equal to the difference between the second growth temperature and the third growth temperature.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제 1 성장 온도 및 상기 제 2 성장 온도 및 상기 제 3 성장 온도는 동일한 시간만큼 유지되는 탄화규소 분말 제조방법.
According to claim 1,
Wherein the first growth temperature, the second growth temperature, and the third growth temperature are maintained for the same amount of time.
삭제delete 제 1, 3, 4, 6, 9항 중 어느 한 항에 의해 제조되는 탄화규소 분말을 준비하는 단계;
상기 탄화규소 분말을 도가니에 충진하는 단계;
상기 도가니를 단결정 성장 장치에 투입하는 단계; 및
상기 단결정 성장 장치를 가열하는 단계를 포함하고,
상기 도가니 내에 충진되는 상기 탄화규소 분말의 안식각은 10~20°인 탄화규소 단결정 제조방법.
Preparing the silicon carbide powder prepared by any one of claims 1, 3, 4, 6, and 9;
filling a crucible with the silicon carbide powder;
putting the crucible into a single crystal growing apparatus; and
Including the step of heating the single crystal growing device,
The silicon carbide single crystal manufacturing method wherein the angle of repose of the silicon carbide powder filled in the crucible is 10 to 20 °.
제 11항에 있어서,
상기 탄화규소 분말의 입경은 200㎛ 내지 500㎛인 탄화규소 단결정 제조방법.
According to claim 11,
The silicon carbide single crystal manufacturing method in which the particle size of the silicon carbide powder is 200 μm to 500 μm.
제 11항에 있어서,
상기 탄화규소 분말은 알파상 탄화규소 분말을 포함하는 탄화규소 단결정 제조방법.
According to claim 11,
The silicon carbide powder is a method for producing a silicon carbide single crystal comprising an alpha-phase silicon carbide powder.
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