KR20170080290A - Silicon carbide powder and method of fabrication the same - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 탄화규소 분말 제조방법은, 탄소원 및 규소원을 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계; 및 상기 혼합 분말을 합성하는 단계를 포함하고, 상기 혼합 분말의 겉보기 밀도는 0.6g/㎤ 내지 1.2g/㎤이다.The method of manufacturing a silicon carbide powder according to an embodiment includes mixing a carbon source and a silicon source to form a mixed powder; And synthesizing the mixed powder, wherein the mixed powder has an apparent density of 0.6 g / cm3 to 1.2 g / cm3.

Description

탄화규소 분말 및 이의 제조방법{SILICON CARBIDE POWDER AND METHOD OF FABRICATION THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a silicon carbide powder,

실시예는 탄화규소 분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to silicon carbide powder and a method of manufacturing the same.

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.Silicon carbide powder has recently been used as a semiconductor material for various electronic devices and purposes. Silicon carbide powders are particularly useful due to their physical strength and high resistance to chemical attack. Silicon carbide powders can also be used in a variety of applications including, but not limited to, radiation hardness, a relatively wide bandgap, a high saturated electron drift velocity, a high operating temperature, and blue, violet, and ultraviolet Quot;) < / RTI > region.

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.The silicon carbide powder may be produced by a variety of methods, for example, the Acheson method, the carbon thermal reduction method, the liquid polymer thermal decomposition method, or the CVD method. Particularly, the high-purity silicon carbide powder synthesis method uses a liquid phase polymer decomposition 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, the silicon carbide powder can be synthesized by mixing the carbon source and the silicon source material, and performing the carbonization process and the synthesis process of the mixture.

이렇게 제조되는 탄화규소 분말을 이용하여, 탄화규소 단결정을 제조할 수 있다. 이때, 탄화규소 단결정의 원료가 되는 탄화규소 분말에 의해 단결정의 품질이 변화할 수 있다.Using the silicon carbide powder thus produced, a silicon carbide single crystal can be produced. At this time, the quality of the single crystal can be changed by the silicon carbide powder serving as a raw material of the silicon carbide single crystal.

따라서, 탄화규소 단결정 성장시 결함(defect)을 감소시킬 수 있는 탄화규소 분말의 제조 방법이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method for producing silicon carbide powder capable of reducing defects in the growth of silicon carbide single crystals.

실시예는 향상된 품질을 가지는 탄화규소 분말 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 탄화규소 분말을 제공하고자 한다.The embodiments are intended to provide a method for producing silicon carbide powder having improved quality and a silicon carbide powder produced thereby.

실시예에 따른 탄화규소 분말 제조방법은, 탄소원 및 규소원을 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계; 및 상기 혼합 분말을 합성하는 단계를 포함하고, 상기 혼합 분말의 겉보기 밀도는 0.6g/㎤ 내지 1.2g/㎤이다.The method of manufacturing a silicon carbide powder according to an embodiment includes mixing a carbon source and a silicon source to form a mixed powder; And synthesizing the mixed powder, wherein the mixed powder has an apparent density of 0.6 g / cm3 to 1.2 g / cm3.

실시예에 따른 탄화규소 분말은 탄화규소 분말의 전구체인 혼합 분말의 겉보기 밀도를 제어하여, 제조되는 탄화규소 분말의 입경을 균일하게 할 수 있다.The silicon carbide powder according to the embodiment can control the apparent density of the mixed powder which is a precursor of the silicon carbide powder to uniformize the particle diameters of the silicon carbide powder to be produced.

이에 따라, 단결정 성장시 승온 속도에 따른 초기 핵성장을 균일하게 함으로써, 탄화규소 단결정의 품질을 향상시킬 수 있다.Thus, by uniformizing initial nucleation according to the heating rate during single crystal growth, the quality of the single crystal silicon carbide can be improved.

또한, 실시예에 따른 탄화규소 분말을 이용하여 탄화규소 단결정을 성장시킬 때, 도가니 내 충진량을 향상시켜 공정 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, when the silicon carbide single crystal is grown using the silicon carbide powder according to the embodiment, the filling amount in the crucible can be improved and the process efficiency can be improved.

도 1은 실시예에 따른 탄화규소 분말 제조방법의 공정 흐름도를 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 탄화규소 분말을 이용하는 단결정 성장장치를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 탄화규소 단결정 표면의 사진이다.
1 is a view showing a process flow chart of a method for producing silicon carbide powder according to an embodiment.
2 is a view showing a single crystal growing apparatus using the silicon carbide powder according to the embodiment.
3 is a photograph of a surface of a silicon carbide single crystal according to an embodiment.

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, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under / under" Quot; includes all that is formed directly or through another layer. The criteria for top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the 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. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings 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, 실시예에 따른 탄화규소 분말 제조 방법은, 혼합 분말을 형성하는 단계(ST10) 및 상기 혼합 분말을 합성하는 단계(ST20)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the method for producing silicon carbide powder according to an embodiment may include a step ST10 of forming a mixed powder and a step ST20 of synthesizing the mixed powder.

상기 혼합 분말을 형성하는 단계(ST10)에서는, 탄소원과 규소원을 혼합하여 혼합 분말을 제조할 수 있다.In the step (ST10) of forming the mixed powder, a mixed powder may be prepared by mixing a carbon source and a silicon 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 comprise silica. In addition to the silica, the silica source may be silica powder, silica sol, silica gel, quartz powder, or the like. 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, polyunrethane, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, And polyvinyl acetate (poly (vinyl acetate)). Cellulose, sugar, pitch, or tar, and the like.

이러한 규소원과 탄소원은 볼 밀(ball mill), 어트리션 밀(attrition bill) 등의 방법으로 혼합하여 혼합 분말을 회수할 수 있다. 상기 혼합 분말은 체(sieve) 등에 의해 걸려져서 회수될 수 있다. These silicon sources and carbon sources can be mixed by ball mill, attrition bill or the like to recover the mixed powder. The mixed powder may be recovered by being caught by a sieve or the like.

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 certain ratio. For example, the mole ratio of carbon contained in the carbon source to silicon contained in the silicon source (hereinafter referred to as " mole ratio of carbon to silicon ") may be from about 1: 1.5 to about 1: 3. When the molar ratio of carbon to silicon is more than about 3, the amount of carbon is large, so that the amount of residual carbon remaining does not participate in the reaction and the recovery rate may be lowered. When the molar ratio of carbon to silicon is less than about 1.5, the amount of residual silicon remaining in the reaction does not participate in the reaction due to a large amount of silicon, which may reduce 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 규소원과 상기 탄소원은 상기 공정에 의해 혼합되어 탄소와 규소를 포함하는 혼합 분말이 형성될 수 있다.The silicon source and the carbon source may be mixed by the above process to form a mixed powder containing carbon and silicon.

상기 혼합 분말의 겉보기 밀도는 약 0.6g/㎤ 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 혼합 분말의 겉보기 밀도는 약 0.6g/㎤ 내지 1.2g/㎤일 수 있다.The apparent density of the mixed powder may be about 0.6 g / cm 3 or more. In detail, the mixed powder may have an apparent density of about 0.6 g / cm 3 to 1.2 g / cm 3.

분말의 밀도는 처리 유무에 따라 겉보기 밀도와 탭 밀도로 구분될 수 있다. 상기 겉보기 밀도는 단위 부피당 분말의 양으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 탭 밀도는 분말을 도가니에 장입한 후, 탭핑(tapping) 후 측정한 밀도로 정의될 수 있다.The density of the powder can be divided into the apparent density and the tap density depending on the presence or absence of the treatment. The apparent density can be defined as the amount of powder per unit volume. The tap density may be defined as the density measured after tapping after charging the powder into the crucible.

즉, 상기 겉보기 밀도는 상기 도가니 내에 장입되는 분말의 탭핑 전 밀도이고, 상기 탭 밀도는 분말의 탭핑 후 밀도를 의미할 수 있다.That is, the apparent density is a pre-tack density of the powder charged in the crucible, and the tap density may mean density after tapping of the powder.

즉, 상기 겉보기 밀도 측정시 측정되는 도가니 내의 분말 높이와 상기 탭 밀도 측정시 측정되는 분말의 높이는 다를 수 있다. 자세하게, 상기 겉보기 밀도 측정시 측정되는 도가니 내의 분말 높이는 상기 탭 밀도 측정시 측정되는 분말의 높이보다 클 수 있다.That is, the height of the powder in the crucible measured at the time of measuring the apparent density and the height of the powder measured at the tap density measurement may be different. In detail, the height of the powder in the crucible measured at the time of measuring the apparent density may be greater than the height of the powder measured at the tap density measurement.

상기 혼합 분말의 겉보기 밀도는 상기 혼합 분말을 합성하여 제조되는 탄화규소 분말의 산포와 관련될 수 있다. 자세하게, 상기 혼합 분말의 겉보기 밀도는 약 0.6g/㎤ 이상을 가짐으로써, 상기 혼합 분말에 의해 제조되는 탄화규소 분말의 산포를 감소함으로써, 균일한 입경을 가지는 탄화규소 분말을 제조할 수 있다.
The apparent density of the mixed powder may be related to the dispersion of the silicon carbide powder produced by synthesizing the mixed powder. In detail, the mixed powder has an apparent density of about 0.6 g / cm 3 or more, thereby reducing the scattering of the silicon carbide powder produced by the mixed powder, so that the silicon carbide powder having a uniform particle diameter can be produced.

이어서, 상기 혼합 분말을 합성하여 탄화규소 분말을 형성하는 단계(ST20)에서는 상기 혼합 분말을 일정한 온도 및 압력에서 반응시킬 수 있다.Next, in the step of forming the silicon carbide powder by synthesizing the mixed powder, the mixed powder may be reacted at a constant temperature and pressure.

상기 혼합 분말을 합성하는 단계(ST20)는 탄화(carbonization) 공정 및 합성(synthesis) 공정으로 구분될 수 있다.The step of synthesizing the mixed powder (ST20) may be classified 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, the organic carbon compound may be carbonized to generate carbon. The carbonization process may be performed at a temperature of about 600 ° C to about 1200 ° C. More specifically, the carbonization process may proceed at a temperature of about 800 ° C to about 1100 ° C. When the solid carbon source is used as a 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. Thereafter, the above-described synthesis process proceeds. In the synthesis step, the silicon source reacts with the solid carbon source, or the silicon source reacts with the organic carbon compound, and the silicon carbide powder may be formed according to the overall reaction formula of the reaction formula 3 according to the following reaction formulas 1 and 2 have.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

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

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

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

[반응식 3][Reaction 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. 자세하게, 상기 가열 온도는 약 1300℃ 내지 약 1900℃일 수 있다. 더 자세하게, 상기 가열 온도는 약 1400℃ 내지 약 1800℃일 수 있다.The heating temperature may be about 1300 ° C or higher so that the reaction as described above can be smoothly performed. In detail, the heating temperature may be about 1300 ° C to about 1900 ° C. More specifically, the heating temperature may be from about 1400 ° C to about 1800 ° C.

상기 합성 공정에 의해 상기 혼합 분말이 합성되어 저온 안정상인 베타상 탄화규소 분말이 제조될 수 있다. 자세하게, 상기 탄화규소 분말은 미립 분말일 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화규소 분말은 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛의 입경을 가지는 베타상 탄화규소 분말일 수 있다.The mixed powder is synthesized by the above-mentioned synthesis step, and a beta-phase silicon carbide powder which is a low-temperature stable phase can be produced. In detail, the silicon carbide powder may be a fine powder. For example, the silicon carbide powder may be a beta-phase silicon carbide powder having a particle size of about 0.1 mu m to about 10 mu m.

상기 탄화규소 분말은 원형, 타원형 또는 구형의 형상을 가질 수 있다.The silicon carbide powder may have a circular, elliptical or spherical shape.

상기 탄화규소 분말은 일정한 산포를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 탄화규소 분말은 약 2 내지 약 5의 산포를 가질 수 있다. 즉, 상기 탄화규소 분말은 작은 산포를 가짐에 따라, 탄화규소 분말의 입경 크기가 균일할 수 있다.
The silicon carbide powder may have a certain dispersion. In detail, the silicon carbide powder may have a dispersion of from about 2 to about 5. That is, since the silicon carbide powder has small scattering, the particle size of the silicon carbide powder can be uniform.

이에 따라, 상기 탄화규소 분말은 단결정 성장용 탄화규소 분말로 이용시, 도가니 내에 충진되는 분말의 장입량을 향상시킬 수 있다. 또한, 분진 발생을 감소시킬 수 있어, 회수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 탄화규소 분말의 입경 크기의 불균일에 따라, 서로 다른 승화 온도에서 기화되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, when the silicon carbide powder is used as the silicon carbide powder for monocrystalline growth, the amount of the powder to be filled in the crucible can be increased. In addition, dust generation can be reduced, and recovery can be improved. In addition, it is possible to prevent the silicon carbide powder from being vaporized at different sublimation temperatures in accordance with variations in particle size of the silicon carbide powder.

따라서, 상기 탄화규소 분말을 단결정 성장용 탄화규소 분말로 이용시, 단결정 결함을 감소시킬 수 있고, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
Therefore, when the silicon carbide powder is used as the silicon carbide powder for monocrystal growth, single crystal defects can be reduced and the process efficiency can be improved.

이하, 도 2를 참조하여, 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for growing a silicon carbide single crystal according to an embodiment will be described with reference to FIG.

실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 제조방법은, 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 silicon carbide single crystal according to an embodiment includes the steps of preparing a silicon carbide powder for single crystal growth, filling the crucible with the silicon carbide powder, injecting the crucible into a single crystal growth apparatus, And heating.

단결정 성장용 탄화규소 분말을 준비하는 단계는 앞서 설명한 탄화규소 분말 제조방법과 동일하므로 이하의 설명은 생략한다.The step of preparing the silicon carbide powder for single crystal growth is the same as the above-described method of producing silicon carbide powder, and the description thereof will be omitted.

이어서, 상기 단결정 성장용 탄화규소 분말을 도가니(100)에 충진하고, 탄화규소 분말을 수용하는 도가니를 단결정 성장 장치(1000)에 투입할 수 있다.Then, the crucible for filling the crucible 100 with the silicon carbide powder for single crystal growth can be supplied to 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 can be applied to the crucible 100. Although not shown in the drawing, a heat induction unit may be located outside the crucible 100 to apply heat to the crucible 100. The crucible 100 may generate heat by itself by the heat induction unit. The heat induction unit may be, for example, a high frequency induction coil. The crucible 100 can be heated by flowing a high frequency current through the high frequency induction coil. That is, the raw material contained 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. The silicon carbide powder contained in the crucible 100 is sublimated 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 in the upper portion and the lower portion of the crucible 100 by the heating inducing portion. 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. As a result, the silicon carbide gas can be recrystallized and grown as the ingot 410.

실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장은 앞서 설명하였듯이, 입경이 균일한 미립의 베타상 탄화규소 분말을 이용할 수 있다.As described above, the silicon carbide single crystal growth according to the embodiment can use the finely divided beta-phase silicon carbide powder having a uniform particle size.

이에 따라, 도가니 내에 충진되는 탄화규소 분말의 장입량을 증가시킬 수 있어, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.As a result, the amount of silicon carbide powder to be filled in the crucible can be increased and the process efficiency can be improved.

또한, 탄화규소 분말의 입경이 균일함에 따라, 승화 온도가 일정해짐에 따라, 초기 생성되는 핵 생성의 양이 균일해짐에 따라, 탄화규소 단결정의 결함을 감소시킬 수 있어 품질을 향상시킬 수 있다.
In addition, as the particle size of the silicon carbide powder is uniform, the amount of nucleation that is initially generated becomes uniform as the sublimation temperature becomes constant, so that defects of the silicon carbide single crystal can be reduced and the quality can be improved.

이하, 실시예들에 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 with reference to the method for producing silicon carbide powder according to the embodiments. These embodiments are merely illustrative of the present invention in order to explain the present invention in more detail. Therefore, the present invention is not limited to these embodiments.

실시예 1Example 1

10g의 퓸드 실리카(fumed silica) 및 10g의 페놀수지를 혼합하여 혼합 분말을 형성하였다. 또한 원료는 도가니 500φ × 100H에 6㎏을 투입하였다.10 g of fumed silica and 10 g of phenol resin were mixed to form a mixed powder. In addition, 6 kg of the raw material was put into a crucible 500? X 100H.

혼합장치는 임펠러가 설치된 장치로 임펠러 속도를 200 rpm으로 5시간 작동하여 혼합하여 혼합 분말을 제조하였다.The mixing device was a device equipped with an impeller and operated at an impeller speed of 200 rpm for 5 hours to prepare a mixed powder.

이후, 상기 혼합 분말을 승온 온도를 3℃/min으로 하여 약 850℃의 온도에서 2시간 동안 탄화공정으로 거쳐, 승온 온도를 5℃/min으로 하여 약 1650℃의 온도에서 약 90분 동안 합성공정을 거쳐, 미립의 결정상을 가지는 탄화규소 분말을 제조하였다.Thereafter, the mixed powder was subjected to a carbonization process at a temperature rise of 3 ° C / min at a temperature of about 850 ° C for 2 hours, a synthesis process at a temperature of about 1650 ° C for about 90 minutes at a temperature increase rate of 5 ° C / To prepare a silicon carbide powder having a fine crystal phase.

이어서, 상기 탄화규소 분말의 겉보기 밀도, 입도 및 입도 산포를 측정하였다.
Then, the apparent density, particle size and particle size distribution of the silicon carbide powder were measured.

실시예 2Example 2

상기 혼합 분말을 승온 온도를 5℃/min으로 하여 약 1650℃의 온도에서 약 150분 동안 합성공정을 거쳤다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 탄화규소 분말을 제조하고, 상기 탄화규소 분말의 겉보기 밀도, 입도 및 입도 산포를 측정하였다.
A silicon carbide powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixed powder was subjected to a synthesis process at a temperature rise rate of 5 ° C / min and a temperature of about 1650 ° C for about 150 minutes, The apparent density, particle size and particle size distribution of the sample were measured.

실시예 3Example 3

상기 혼합 분말을 승온 온도를 5℃/min으로 하여 약 1750℃의 온도에서 약 150분 동안 합성공정을 거쳤다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 탄화규소 분말을 제조하고, 상기 탄화규소 분말의 겉보기 밀도, 입도 및 입도 산포를 측정하였다.
The silicon carbide powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixed powder was subjected to a synthesis process at a temperature elevation temperature of 5 ° C / min and a temperature of about 1750 ° C for about 150 minutes, The apparent density, particle size and particle size distribution of the sample were measured.

겉보기 밀도Apparent density 입도(D50)Particle size (D50) 입도산포(D90/D10)Particle size distribution (D90 / D10) 실시예1Example 1 0.620.62 0.690.69 4.144.14 실시예2Example 2 0.920.92 1.411.41 3.153.15 실시예3Example 3 1.161.16 2.012.01 3.193.19

표 1을 참조하면, 실시예들에 따른 탄화규소 분말은 미립의 입경을 가지면서 산포가 작은 것을 알 수 있다. 즉, 실시예들에 따른 탄화규소 분말은 입경 차이가 작은 즉, 균일한 입경을 가지는 것을 알 수 있다.
Referring to Table 1, it can be seen that the silicon carbide powder according to the examples has a fine particle size and a small scattering. That is, it can be seen that the silicon carbide powder according to the embodiments has a small particle size difference, that is, a uniform particle size.

이하, 실시예들에 따른 탄화규소 단결정의 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.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to a method for producing a silicon carbide single crystal according to embodiments. These embodiments are merely illustrative of the present invention in order to explain the present invention in more detail. Therefore, the present invention is not limited to these embodiments.

실시예 4Example 4

실시예 1의 탄화규소 분말을 이용하여 상기 단결정 성장 공정에 의해 탄화규소 단결정을 성장하였다.
Using the silicon carbide powder of Example 1, silicon carbide single crystals were grown by the single crystal growth process.

도 3을 참조하면, 실시예4의 탄화규소 단결정은 작은 결함밀도를 가지는 것을 알 수 있다. 자세하게, 탄화규소 단결정의 결함밀도(MPD)는 약 1.1ea/㎠이었다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the silicon carbide single crystal of Example 4 has a small defect density. In detail, the defect density (MPD) of the silicon carbide single crystal was about 1.1 ea / cm 2.

즉, 단결정 성장용 탄화규소 분말의 입경을 균일하게 함으로써, 탄화규소 단결정의 품질을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
That is, it can be seen that the quality of the silicon carbide single crystal can be improved by making the grain size of the silicon carbide powder for single crystal growth uniform.

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 and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (9)

탄소원 및 규소원을 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계; 및
상기 혼합 분말을 합성하는 단계를 포함하고,
상기 혼합 분말의 겉보기 밀도는 0.6g/㎤ 내지 1.2g/㎤인 베타상 탄화규소 분말 제조방법.
Mixing a carbon source and a silicon source to form a mixed powder; And
And synthesizing the mixed powder,
Wherein the mixed powder has an apparent density of 0.6 g / cm3 to 1.2 g / cm3.
제 1항에 있어서,
상기 베타상 탄화규소 분말의 산포는 2 내지 5인 베타상 탄화규소 분말 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the beta-phase silicon carbide powder is dispersed in an amount of 2 to 5 by weight.
제 1항에 있어서,
상기 베타상 탄화규소 분말의 입경은 0.1㎛ 내지 10㎛인 베타상 탄화규소 분말 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the beta-phase silicon carbide powder has a particle diameter of 0.1 mu m to 10 mu m.
제 1항에 있어서,
상기 규소원은 실리카(silica), 실리카 분말, 실리카 솔(sol), 실리카 겔(gel) 또는 석영 분말을 포함하고,
상기 탄소원은 흑연(graphite), 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 플러렌(fullerene, C), 페놀(penol), 프랑(franc), 자일렌(xylene), 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyunrethane), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐아세테이트 (poly (vinyl acetate)), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch) 또는 타르(tar)를 포함하는 베타상 탄화규소 분말 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon source comprises silica, silica powder, silica sol, silica gel or quartz powder,
The carbon source may be selected from the group consisting of graphite, carbon black, carbon nano tube (CNT), fullerene, C, phenol, franc, xylene, Polyimide, polyunrethane, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, poly (vinyl acetate), cellulose, sugar, pitch or the like. A method for producing beta-phase silicon carbide powder comprising tar.
제 1항에 있어서,
상기 혼합 분말을 합성하는 단계는 1300℃ 내지 1900℃의 온도에서 진행되는 베타상 탄화규소 분말 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of synthesizing the mixed powder proceeds at a temperature of 1300 ° C to 1900 ° C.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 베타상 탄화규소 분말.A beta-phase silicon carbide powder produced by the method of any one of claims 1 to 5. 탄소원 및 규소원을 포함하고, 0.1㎛ 내지 10㎛의 입경을 가지는 단결정 성장용 탄화규소 분말.1. A silicon carbide powder for single crystal growth comprising a carbon source and a silicon source and having a grain size of 0.1 to 10 mu m. 제 7항에 있어서,
상기 단결정 성장용 탄화규소 분말은 베타상 탄화규소 분말을 포함하는 단결정 성장용 탄화규소 분말.
8. The method of claim 7,
Wherein the silicon carbide powder for single crystal growth comprises a beta phase silicon carbide powder.
제 7항에 있어서,
상기 단결정 성장용 탄화규소 분말은 2 내지 5의 산포를 가지는 단결정 성장용 탄화규소 분말.
8. The method of claim 7,
Wherein the silicon carbide powder for monocrystal growth has a dispersion of 2 to 5 silicon carbide powder for single crystal growth.
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