KR20200025449A - Method for growing semi-insulating silicon carbide single crystal ingot - Google Patents

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Abstract

According to embodiment of the present invention, provided is a method of growing a semi-insulated silicon carbide (SiC) single crystal ingot, comprising the following steps: (a) charging a composition comprising a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC in a reaction vessel; (b) solidifying the composition; and (c) growing a SiC single crystal ingot on a seed crystal mounted in the reaction vessel. Accordingly, a high quality semi-insulated SiC single crystal ingot having a uniform doping concentration by thickness of the SiC single crystal ingot can be obtained.

Description

반절연 탄화규소 단결정 잉곳을 성장시키는 방법{METHOD FOR GROWING SEMI-INSULATING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL INGOT}METHOD FOR GROWING SEMI-INSULATING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL INGOT}

구현예는 탄소-함유 고분자 수지, 용매, 도펀트 및 SiC를 포함하는 조성물을 고형화한 후, 반절연 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 방법에 관한 것이다. Embodiments relate to a method of growing a semi-insulating SiC single crystal ingot after solidifying a composition comprising a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC.

탄화규소(SiC)는 내열성과 기계적 강도가 우수하고 방사선에 강한 성질을 지니며, 대구경의 기판으로도 생산 가능한 장점이 있어, 차세대 전력반도체 소자용 기판으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히, 단결정 탄화규소(single crystal SiC)는, 에너지 밴드갭(energy band gap)이 크고, 최대 절연파괴전계(break field voltage) 및 열전도율(thermal conductivity)이 실리콘(Si)보다 우수하다. 또한, 단결정 탄화규소의 캐리어 이동도는 실리콘에 비견되며, 전자의 포화 드리프트 속도 및 내압도 크다. 따라서, 단결정 탄화수소는 고전력, 고효율화, 고내압화 및 대용량화가 요구되는 반도체 디바이스로의 적용이 기대된다. Silicon carbide (SiC) has excellent heat resistance, mechanical strength, strong radiation resistance, and can be produced as a large-diameter substrate, and active research is being conducted as a substrate for next-generation power semiconductor devices. In particular, single crystal SiC has a large energy band gap and a superior break field voltage and thermal conductivity than silicon (Si). In addition, the carrier mobility of single crystal silicon carbide is comparable to that of silicon, and the saturation drift rate and breakdown voltage of electrons are also large. Therefore, single crystal hydrocarbons are expected to be applied to semiconductor devices that require high power, high efficiency, high breakdown voltage and high capacity.

최근, 고주파 반도체 디바이스용 재료로서 질화갈륨(GaN) 및 질화알루미늄(AlN)이 주목 받고 있다. 이러한 고주파 반도체 디바이스용 기판에 있어서, SiC 기판 결정의 품질 향상과 함께 소자와의 통전현상을 방지하기 위해 기판의 고 저항화(1 X 105 Ω㎝ 이상) 즉, 반절연 상태를 만들어 주는 것은 필수불가결한 요소이다.In recent years, gallium nitride (GaN) and aluminum nitride (AlN) have attracted attention as materials for high frequency semiconductor devices. In such a substrate for a high frequency semiconductor device, it is essential to make the substrate highly resistant (1 × 10 5 Ωcm or more), that is, to create a semi-insulated state, in order to improve the quality of the SiC substrate crystal and prevent the conduction with the device. It is an indispensable element.

종래에는 반절연 SiC 단결정 잉곳을 제작하기 위하여, 도펀트를 SiC와 혼합 및 합성하여 사용하는 방법을 사용해왔다. 그러나, 상기 도펀트와 SiC의 승화온도가 다르므로, 도펀트가 먼저 승화된다. 예를 들어, 바나듐 도펀트의 승화온도는 약 1910℃이고, SiC의 승화온도는 약 2700℃이므로, 바나듐이 먼저 승화된다. 따라서, 잉곳 두께에 따른 도핑 농도가 달라지므로, 잉곳 두께에 따라 비저항(resistivity)의 차이가 발생하는 문제점이 있다. 구체적으로, SiC 단결정 잉곳 성장 초기에는 과잉 도핑이 이루어지고, SiC 단결정 잉곳 성장 말기에는 도핑이 덜 이루어짐으로써 SiC 단결정 잉곳의 두께별 도핑 농도가 달라지는 것이다. Conventionally, in order to fabricate a semi-insulating SiC single crystal ingot, a method of mixing and synthesizing a dopant with SiC has been used. However, since the sublimation temperature of the dopant and SiC is different, the dopant is first sublimed. For example, the sublimation temperature of the vanadium dopant is about 1910 ° C, and the sublimation temperature of SiC is about 2700 ° C, so that vanadium is first sublimed. Therefore, since the doping concentration varies according to the ingot thickness, there is a problem that a difference in resistivity occurs depending on the ingot thickness. Specifically, the doping concentration by the thickness of the SiC single crystal ingot is changed by the excessive doping at the beginning of SiC single crystal ingot growth, less doping is done at the end of the SiC single crystal ingot growth.

또한, SiC 단결정 잉곳의 성장 과정에서, SiC가 열진동으로 인하여 종자정 쪽으로 튀어서 붙거나 SiC Flux 패턴의 형성을 방해할 수 있다. 따라서, 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장이 저해되어 품질이 저하될 수 있다. In addition, during the growth of the SiC single crystal ingot, SiC may bounce toward the seed crystal due to thermal vibration or may interfere with the formation of the SiC Flux pattern. Therefore, the growth of the semi-insulated SiC single crystal ingot may be inhibited and the quality may be degraded.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 다공성 흑연 컨테이너에 도펀트를 장입하여 사용하거나, 합성을 통해 SiC 분말에 도펀트를 내포시키는 방법을 사용해왔다. 그러나, 이는 공정이 복잡하고, 비용이 상승하는 단점이 있으며, 다공성 흑연 컨테이너에서 발생하는 불순물로 인해 도핑 농도의 제어가 어려우므로 반절연 SiC 단결정 잉곳의 품질을 향상시키기 어렵다. 또한, 상기와 같은 문제점을 해결하고자, SiC 및 도펀트를 분쇄하거나 입도가 큰 것을 사용하기도 했으나, 이는 별도의 분말 열처리 공정이 필요하다는 단점이 있다. In order to solve the above problems, a dopant is charged into a porous graphite container, or a method of embedding the dopant in SiC powder through synthesis has been used. However, this has a disadvantage in that the process is complicated, the cost increases, and it is difficult to improve the quality of the semi-insulated SiC single crystal ingot because it is difficult to control the doping concentration due to impurities generated in the porous graphite container. In addition, in order to solve the above problems, although the SiC and the dopant is used to grind or have a large particle size, this has the disadvantage that a separate powder heat treatment process is required.

따라서, SiC 단결정 잉곳의 품질을 저하시키지 않으면서, 반절연 상태를 만들어주는 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법에 대한 연구가 계속되고 있다. Therefore, the research on the method of growing the semi-insulated SiC single crystal ingot which makes the semi-insulated state without degrading the quality of SiC single crystal ingot continues.

한국 공개특허공보 제2014-0110266호Korean Unexamined Patent Publication No. 2014-0110266

구현예는 탄소-함유 고분자 수지, 용매, 도펀트 및 SiC를 포함하는 조성물을 고형화한 후, 반절연 SiC 단결정 잉곳을 성장시킴으로써, SiC 단결정 잉곳의 두께별 도핑 농도가 균일한 고품질의 반절연 SiC 단결정 잉곳을 제공하고자 한다. An embodiment is a high quality semi-insulating SiC single crystal ingot with a uniform doping concentration of SiC single crystal ingot by growing a semi-insulating SiC single crystal ingot after solidifying a composition comprising a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC. To provide.

일 구현예에 따른 반절연 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 방법은 (a) 반응 용기에 탄소-함유 고분자 수지, 용매, 도펀트 및 SiC(탄화규소)를 포함하는 조성물을 장입하는 단계; (b) 상기 조성물을 고형화하는 단계; 및 (c) 상기 반응 용기에 장착된 종자정에 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계를 포함한다. According to an embodiment, a method of growing a semi-insulated SiC single crystal ingot may include: (a) charging a composition including a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC (silicon carbide) to a reaction vessel; (b) solidifying the composition; And (c) growing a SiC single crystal ingot on seed crystals mounted in the reaction vessel.

구현예에 따른 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법에 따르면, 도펀트가 SiC에 비하여 먼저 승화되는 현상을 방지하고, SiC 단결정 잉곳의 두께별 도핑 농도의 불균일성을 최소화하여 반절연 SiC 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있다. According to the method of growing a semi-insulated SiC single crystal ingot according to the embodiment, the dopant is prevented from subliming first, and the non-uniformity of the doping concentration for each thickness of the SiC single crystal ingot is improved to improve the quality of the semi-insulated SiC single crystal ingot. You can.

또한, 구현예에 따른 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법에 따르면, 의도치 않은 불순물의 혼입을 억제할 수 있으며, 도핑 제어가 용이하다. In addition, according to the growth method of the semi-insulated SiC single crystal ingot according to the embodiment, it is possible to suppress the incorporation of undesired impurities, it is easy to doping control.

또한, 구현예에 따른 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법에 따르면, 도펀트의 함량을 조절하기 용이하고, 일부 영역에 뭉침 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, according to the growth method of the semi-insulated SiC single crystal ingot according to the embodiment, it is easy to control the content of the dopant, it is possible to prevent the aggregation phenomenon in some areas.

도 1은 구현예의 반절연 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 반응 용기의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장시키는 반응 용기의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 잔류 분말 단면 이미지를 나타낸 것이다.
도 4는 비교예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 잔류 분말 단면 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이다.
도 6은 비교예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 표면 이미지를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 표면 이미지를 나타낸 것이다.
1 illustrates a cross-sectional view of a reaction vessel in which a semi-insulated SiC single crystal ingot of an embodiment is grown.
2 is a cross-sectional view of a reaction vessel in which a conventional semi-insulated SiC single crystal ingot is grown.
3 shows a residual powder cross-sectional image of a semi-insulated SiC single crystal ingot of the example.
Figure 4 shows the residual powder cross-sectional image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the comparative example.
5 shows UV images of semi-insulated SiC single crystal ingots of the examples.
6 shows UV images of semi-insulated SiC single crystal ingots of the comparative example.
7 shows the surface image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the embodiment.
8 shows the surface image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the comparative example.

이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through embodiments. The embodiments are not limited to the contents disclosed below and may be modified in various forms as long as the gist of the invention is not changed.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components, without excluding other components, unless specifically stated otherwise.

본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.All numbers and expressions indicative of the amounts of ingredients, reaction conditions, and the like described herein are to be understood as being modified in all instances by the term "about" unless otherwise specified.

종래에는 SiC 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여, 다공성 흑연 컨테이너에 도펀트를 장입하여 사용하거나, 합성을 통해 SiC에 도펀트를 내포시키는 방법을 사용해왔다. 도 2는 종래의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장시키는 반응 용기의 단면도를 나타낸 것이다. 도 2에는 내부 상단에 종자정(200)이 장착되고, SiC(300) 및 도펀트(400)가 장입된 다공성 흑연 컨테이너(500)가 내부 하단에 장입된 반응 용기의 구조가 예시되어 있다. Conventionally, in order to grow a SiC single crystal ingot, a dopant is charged into a porous graphite container, or a method of embedding a dopant in SiC through synthesis has been used. 2 is a cross-sectional view of a reaction vessel in which a conventional semi-insulated SiC single crystal ingot is grown. FIG. 2 illustrates a structure of a reaction vessel in which a seed crystal 200 is mounted at an upper end of the inside, and a porous graphite container 500 loaded with a SiC 300 and a dopant 400 is charged at an inner lower end thereof.

그러나, 종래 방법에 따르면, 공정이 복잡하고, 비용이 상승하는 단점이 있으며, 다공성 흑연 컨테이너에서 발생하는 불순물로 인해 도핑 농도의 제어가 어려우므로 반절연 SiC 단결정 잉곳의 품질을 향상시키기 어렵다. 또한, 상기와 같은 문제점을 해결하고자, SiC 및 도펀트를 분쇄하거나 입도가 큰 것을 사용하기도 했으나, 이는 별도의 분말 열처리 공정이 필요하다는 단점이 있다. However, according to the conventional method, there is a disadvantage in that the process is complicated and the cost increases, and it is difficult to improve the quality of the semi-insulated SiC single crystal ingot because it is difficult to control the doping concentration due to impurities generated in the porous graphite container. In addition, in order to solve the above problems, although the SiC and the dopant is used to grind or have a large particle size, this has the disadvantage that a separate powder heat treatment process is required.

일 구현예에 따른 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법은 탄소-함유 고분자 수지, 용매, 도펀트 및 SiC를 포함하는 조성물을 고형화한 후, SiC 단결정 잉곳을 성장시킴으로써, 도펀트가 SiC에 비하여 먼저 승화되는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, SiC 단결정 잉곳의 두께별 도핑 농도의 불균일성을 최소화함으로써, 반절연 SiC 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment, a method of growing a semi-insulated SiC single crystal ingot is a phenomenon in which a dopant is first sublimed compared to SiC by solidifying a composition including a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC, and then growing a SiC single crystal ingot. Can be prevented. Therefore, by minimizing the nonuniformity of the doping concentration for each thickness of the SiC single crystal ingot, it is possible to improve the quality of the semi-insulated SiC single crystal ingot.

또한, 일 구현예에 따른 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법은 의도치 않은 불순물의 혼입을 억제할 수 있고, 도핑 제어가 용이할 뿐만 아니라, 도펀트의 함량을 조절하기 용이하고, 일부 영역에 뭉침 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, the growth method of the semi-insulating SiC single crystal ingot according to the embodiment can suppress the incorporation of undesired impurities, facilitate doping control, easily control the content of the dopant, and aggregate in some regions. This can be prevented from occurring.

따라서, 일 구현예에 따른 반절연 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법은 반절연 상태를 만들어주면서, SiC 단결정 잉곳의 품질도 향상된 반절연 SiC 단결정 잉곳을 제공할 수 있다. Accordingly, the method of growing a semi-insulated SiC single crystal ingot according to an embodiment may provide a semi-insulated SiC single crystal ingot, while making a semi-insulated state and improving the quality of the SiC single crystal ingot.

나아가, 균일한 원료 공급을 통하여, SiC 단결정 잉곳의 성장률 및 품질 향상은 물론, 다형 제어에도 유리하다. 즉, 4H-SiC를 사용하는 경우, 3C, 6H 및 15R 등의 성장률을 낮추고 4H의 성장률을 높일 수 있다.Furthermore, through the uniform supply of raw materials, the growth rate and quality of SiC single crystal ingots are improved, as well as polymorphic control. That is, when using 4H-SiC, it is possible to lower the growth rate of 3C, 6H and 15R and to increase the growth rate of 4H.

도 1은 구현예의 반절연 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 반응 용기의 단면도를 나타낸 것이다. 도 1에는 내부 상단에 종자정(200)이 장착되고, 내부 하단에 고형화된 조성물(100)이 장입된 반응 용기의 구조가 예시되어 있다. 1 illustrates a cross-sectional view of a reaction vessel in which a semi-insulated SiC single crystal ingot of an embodiment is grown. FIG. 1 illustrates a structure of a reaction vessel in which a seed crystal 200 is mounted at an inner upper end and a composition 100 solidified at an inner lower end is charged.

일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳을 성장 방법은 (a) 반응 용기에 탄소-함유 고분자 수지, 용매, 도펀트 및 SiC(탄화규소)를 포함하는 조성물을 장입하는 단계; (b) 상기 조성물을 고형화하는 단계; 및 (c) 상기 반응 용기에 장착된 종자정에 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계를 포함한다. According to one embodiment, a method of growing a SiC single crystal ingot may include: (a) charging a composition including a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC (silicon carbide) to a reaction vessel; (b) solidifying the composition; And (c) growing a SiC single crystal ingot on seed crystals mounted in the reaction vessel.

먼저, SiC 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여, 반응 용기에 탄소-함유 고분자 수지, 용매, 도펀트 및 SiC(탄화규소)를 포함하는 조성물을 장입한다(단계 (a)).First, in order to grow a SiC single crystal ingot, a composition containing a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC (silicon carbide) is charged to a reaction vessel (step (a)).

상기 반응 용기는 도가니일 수 있고, SiC의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 그라파이트로 제작될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The reaction vessel may be a crucible and may be made of a material having a melting point above the sublimation temperature of SiC. For example, it may be made of graphite, but is not limited thereto.

상기 조성물은 상기 반응 용기의 하단에 장입될 수 있다.The composition may be charged to the bottom of the reaction vessel.

일 구현예에 따르면, 상기 조성물이 장입된 반응 용기는 밀폐될 수 있다. 상기 반응 용기를 1층 이상의 단열 부재로 둘러싼 후, 가열 수단을 구비한 반응 챔버(ex. 석영관 등)에 넣는다. 상기 단열 부재 및 반응 챔버는 상기 반응 용기의 온도를 SiC 단결정 성장 온도로 유지하도록 한다. According to one embodiment, the reaction vessel loaded with the composition may be closed. After enclosing the said reaction container with the heat insulation member of one or more layers, it puts into the reaction chamber (ex. Quartz tube etc.) provided with a heating means. The insulation member and the reaction chamber maintain the temperature of the reaction vessel at a SiC single crystal growth temperature.

상기 가열 수단은 유도가열 또는 저항가열 수단일 수 있다. 예를 들어, 고주파 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써, 반응 용기를 가열하여 상기 조성물을 원하는 온도로 가열하는 고주파 유도 코일이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The heating means may be induction heating or resistance heating means. For example, by allowing a high frequency current to flow through the high frequency induction coil, a high frequency induction coil for heating the reaction vessel to a desired temperature may be used, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 탄소-함유 고분자 수지는 페놀계 수지, 폴리아크릴아마이드계 수지 및 열경화성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다. According to one embodiment, the carbon-containing polymer resin includes one or more selected from the group consisting of phenolic resins, polyacrylamide resins and thermosetting resins.

상기 페놀계 수지는 노볼락 수지 및 레졸 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The phenolic resin may be at least one selected from the group consisting of novolak resins and resol resins, but is not limited thereto.

상기 폴리아크릴아마이드계 수지는 폴리아믹산 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The polyacrylamide-based resin may be a polyamic acid resin, but is not limited thereto.

상기 열경화성 수지는 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지 및 알키드 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The thermosetting resin may be one or more selected from the group consisting of polyurethane resins, melamine resins, and alkyd resins, but is not limited thereto.

상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 40 중량%의 탄소-함유 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 35 중량%, 5 중량 % 내지 30 중량% 또는 10 중량% 내지 30 중량%의 탄소-함유 고분자 수지를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The composition may include 1 wt% to 40 wt% of the carbon-containing polymer resin based on the total weight of the composition. For example, the composition may include 5 wt% to 35 wt%, 5 wt% to 30 wt%, or 10 wt% to 30 wt% of the carbon-containing polymer resin based on the total weight of the composition. It is not limited to this.

일 구현예에 따르면, 상기 용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 용매는 에탄올일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the solvent may be at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, acetone, dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. Specifically, the solvent may be ethanol, but is not limited thereto.

상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 20 중량%의 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 17 중량%, 5 중량% 내지 15 중량% 또는 10 중량% 내지 15 중량%의 용매를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The composition may comprise 1 wt% to 20 wt% of the solvent, based on the total weight of the composition. For example, the composition may include 5 wt% to 17 wt%, 5 wt% to 15 wt%, or 10 wt% to 15 wt% of the solvent, based on the total weight of the composition, but is not limited thereto. It is not.

일 구현예에 따르면, 상기 도펀트는 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 코발트(Co)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 도펀트는 천이 금속(transition elements, transition metal)일 수 있으며, 바나듐일 수 있다. 구체적으로, 바나듐은 SiC 결정내에서 도너(donor) 혹은 억셉터(acceptor)의 어느 상태에서도 깊은 준위를 형성할 수 있고, 얕은 도너 또는 얕은 억셉터 불순물을 보상하여, 결정을 고 저항화 즉, 반절연 상태로 만들 수 있다.According to one embodiment, the dopant may be at least one selected from the group consisting of vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn) and cobalt (Co). For example, the dopant may be transition elements (transition metal) or vanadium. Specifically, vanadium can form deep levels in any state of donor or acceptor in SiC crystals and compensate for shallow donor or shallow acceptor impurities, resulting in high resistance, i. Can be insulated.

상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 20 중량%의 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 17 중량%, 5 중량% 내지 15 중량%, 10 중량% 내지 15 중량%의 도펀트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The composition may comprise 1 wt% to 20 wt% dopant based on the total weight of the composition. For example, the composition may include 5 wt% to 17 wt%, 5 wt% to 15 wt%, and 10 wt% to 15 wt% of the dopant based on the total weight of the composition, but is not limited thereto. It is not.

일 구현예에서, 상기 SiC는 SiC 분말 형태일 수 있다.In one embodiment, the SiC may be in the form of SiC powder.

상기 SiC는 입자의 크기가 10 ㎛ 내지 5000 ㎛인 SiC 분말 형태일 수 있다. 구체적으로, 상기 SiC 입자의 크기는 50 ㎛ 내지 3000 ㎛, 50 ㎛ 내지 2000 ㎛, 100 ㎛ 내지 2000 ㎛ 또는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The SiC may be in the form of SiC powder having a particle size of 10 μm to 5000 μm. Specifically, the size of the SiC particles may be 50 μm to 3000 μm, 50 μm to 2000 μm, 100 μm to 2000 μm, or 100 μm to 1000 μm, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 SiC는 90 중량% 내지 99 중량%의 순도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 SiC는 91 중량% 내지 96 중량% 또는 92 중량% 내지 95 중량%의 순도를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the SiC may have a purity of 90% by weight to 99% by weight. Specifically, the SiC may have a purity of 91 wt% to 96 wt% or 92 wt% to 95 wt%, but is not limited thereto.

다음으로, SiC 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여, 상기 조성물을 고형화한다(단계 (b)).Next, in order to grow a SiC single crystal ingot, the composition is solidified (step (b)).

구체적으로, 상기 단계 (b)의 고형화는 상기 조성물을 건조; 경화; 및 탄화(carbonization) 또는 흑연화(graphitization);의 과정을 거친다.Specifically, the solidification of step (b) comprises drying the composition; Hardening; And carbonization or graphitization.

일 구현예에 따르면, 상기 건조는 50℃ 내지 350℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 경화는 100℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 건조 및 경화 조건을 만족함으로써, 조성물의 탄화 또는 흑연화에 유리할 수 있다. 예를 들어, 상기 건조는 50℃ 내지 350℃ 또는 50℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 1 시간 내지 5시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 경화는 100℃ 내지 400℃ 또는 150℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 1 시간 내지 10 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the drying may be carried out in a temperature range of 50 ℃ to 350 ℃. In addition, the curing may be carried out in a temperature range of 100 ℃ to 400 ℃. Specifically, by satisfying the drying and curing conditions, it may be advantageous to carbonize or graphitize the composition. For example, the drying may be performed for 1 hour to 5 hours in the temperature range of 50 ℃ to 350 ℃ or 50 ℃ to 300 ℃, but is not limited thereto. In addition, the curing may be performed for 1 hour to 10 hours in the temperature range of 100 ℃ to 400 ℃ or 150 ℃ to 400 ℃, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 탄화 또는 흑연화는 200℃ 내지 2200℃의 온도 범위 및 1 torr 내지 1500 torr의 압력 조건에서 수행된다. 구체적으로, 상기 온도 및 압력 조건을 만족함으로써, 상기 조성물의 탄화 또는 흑연화에 유리할 수 있다. 예를 들어, 상기 건조 및 경화단계를 거친 도펀트는 300℃ 내지 600℃의 온도 범위 및 500 torr 내지 700 torr의 압력 조건에서 열처리를 진행한 후, 2000℃ 내지 2200℃의 온도 범위 및 500 torr 내지 800 torr의 압력 조건에서 탄화 또는 흑연화 될 수 있다. 또한, 상기 탄화 또는 흑연화는 2 시간 내지 5 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the carbonization or graphitization is carried out at a temperature range of 200 ℃ to 2200 ℃ and pressure conditions of 1 torr to 1500 torr. Specifically, by satisfying the temperature and pressure conditions, it may be advantageous to carbonize or graphitize the composition. For example, the dopant that has undergone the drying and curing steps is subjected to a heat treatment at a temperature range of 300 ° C. to 600 ° C. and a pressure condition of 500 torr to 700 torr, followed by a temperature range of 2000 ° C. to 2200 ° C. and a 500 torr to 800 degree. It can be carbonized or graphitized under torr pressure conditions. In addition, the carbonization or graphitization may be performed for 2 to 5 hours, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 탄화 또는 흑연화는 불활성 분위기에서 열처리하는 것을 의미한다. 상기 불활성 분위기는 질소 분위기 또는 아르곤 분위기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the carbonization or graphitization means heat treatment in an inert atmosphere. The inert atmosphere may be a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)를 거친 조성물은 상기 반응 용기의 내부 바닥면 전체 및 내부 벽면의 일부를 채우는 고형체이다. 이 경우, SiC 단결정 잉곳의 성장 과정에서, SiC가 열진동으로 인하여 종자정 쪽으로 튀어서 붙거나 SiC Flux 패턴의 형성을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 의도치 않은 불순물의 혼입을 억제할 수 있으며, 일부 영역에 뭉침현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to one embodiment, the composition passed through step (b) is a solid that fills the entire inner bottom and part of the inner wall of the reaction vessel. In this case, during the growth of the SiC single crystal ingot, it is possible to prevent the SiC from sticking to the seed crystal due to the thermal vibration or preventing the formation of the SiC Flux pattern. In addition, it is possible to suppress the incorporation of inadvertent impurities and to prevent agglomeration from occurring in some regions.

다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)를 거친 조성물은 펠렛 형상의 고형체일 수 있다.According to another embodiment, the composition passed through step (b) may be a pellet-shaped solid.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (a) 이전에 (a’) 펠렛 형상의 틀을 반응 용기에 장입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 펠렛 형상의 틀로부터 제작되는 펠렛 형상은 원통형 또는 다각형의 기둥 형상일 수 있다. 예를 들어, 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 또는 별과 같은 기하학적 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to yet another embodiment, the method may further include charging a pellet-shaped mold (a ') into the reaction vessel before step (a). The pellet shape produced from the pellet-shaped mold may be a cylindrical or polygonal columnar shape. For example, it may be a geometric shape such as a circle, a triangle, a square, a pentagon, a hexagon, an octagon, or a star, but is not limited thereto.

상기 단계 (a'), (a) 및 (b) 단계를 거친 고형화된 조성물을 펠렛 형상의 틀에서 분리함으로써, 펠렛 형상의 고형체를 얻을 수 있다. SiC 단결정 잉곳을 제조하기 위한 조성물을 펠렛 형상의 고형체로 제조할 수 있으므로, 보관이 용이함은 물론, 내열성 및 내습성도 향상시킬 수 있다. By separating the solidified composition that has undergone the steps (a '), (a) and (b) in a pellet-shaped mold, a pellet-shaped solid body can be obtained. Since the composition for producing the SiC single crystal ingot can be produced in a pellet-shaped solid body, it is easy to store and can also improve heat resistance and moisture resistance.

다른 구현예에 따르면, SiC를 반응 용기 하단에 장입한 후, 원하는 위치에 펠렛 형상의 고형체를 장입할 수 있다. 구체적으로, 도 2에서 반응 용기의 내부 하단에 장입 되던 종래의 다공성 흑연 컨테이너와 같이 상기 펠렛 형상의 고형체를 장입할 수 있다. 따라서, 상기 펠렛 형상의 고형체는 도핑 제어가 용이할 뿐만 아니라, 반응 용기의 구조와 상관 없이 자유롭게 사용할 수 있으며, 보관이 용이함은 물론, 내열성 및 내습성도 향상시킬 수 있는 장점이 있다. According to another embodiment, after charging the SiC to the bottom of the reaction vessel, the pellet-shaped solid body may be charged to the desired position. Specifically, the pellet-shaped solid body may be charged as in the conventional porous graphite container which was charged at the inner bottom of the reaction container in FIG. 2. Therefore, the pellet-shaped solid body is not only easy to doping control, can be freely used regardless of the structure of the reaction vessel, there is an advantage that can be easily stored, as well as heat resistance and moisture resistance.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)에서는 SiC 단결정 잉곳의 성장이 이루어지지 않는다. According to one embodiment, the growth of the SiC single crystal ingot does not occur in step (b).

다음으로, 상기 반응 용기에 장착된 종자정에 SiC 단결정 잉곳을 성장시킨다(단계 (c)).Next, a SiC single crystal ingot is grown on seed crystals mounted on the reaction vessel (step (c)).

상기 종자정은 상기 반응 용기의 내부 상단에 장착될 수 있다. 상기 종자정은 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC 또는 15R-SiC 등 성장시키고자 하는 결정의 종류에 따라 다양한 결정구조를 갖는 종자정을 사용할 수 있다. The seed crystal may be mounted on the inner top of the reaction vessel. The seed crystal may be a seed crystal having various crystal structures depending on the type of crystal to be grown, such as 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC or 15R-SiC.

일 구현예에 따르면, 상기 종자정에 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계는, 상기 단계 (b)를 거친 조성물을 승화시켜 종자정 상에 성장시키는 단계이다. According to one embodiment, growing the SiC single crystal ingot in the seed crystals is a step of growing the seed crystals by sublimating the composition passed through step (b).

상기 단계 (c)에서 조성물의 승화점은 2000℃ 내지 2500℃이다. 구체적으로, 상기 조성물의 승화점이 상기 온도 범위를 만족함으로써, SiC와 유사한 온도 범위 내에서 도펀트를 승화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물의 승화점은 2100℃ 내지 2500℃ 또는 2100℃ 내지 2300℃일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The sublimation point of the composition in step (c) is 2000 ℃ to 2500 ℃. Specifically, by the sublimation point of the composition satisfying the temperature range, it is possible to sublimate the dopant in a temperature range similar to SiC. For example, the sublimation point of the composition may be 2100 ° C to 2500 ° C or 2100 ° C to 2300 ° C, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b) 에서의 온도는 2000℃ 내지 2500℃, 2200℃ 내지 2500℃ 또는 2250℃ 내지 2300℃일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 단계 (b) 에서의 압력은 1 torr 내지 150 torr, 1 torr 내지 100 torr, 또는 1 torr 내지 50 torr일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the temperature in step (b) may be 2000 ° C to 2500 ° C, 2200 ° C to 2500 ° C or 2250 ° C to 2300 ° C, but is not limited thereto. In addition, the pressure in step (b) may be 1 torr to 150 torr, 1 torr to 100 torr, or 1 torr to 50 torr, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 SiC 단결정 잉곳은 0.1 Ω㎝ 내지 1 X 1010 Ω㎝의 비저항을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 SiC 단결정 잉곳은 0.1 Ω㎝ 내지 1 X 105 Ω㎝, 1 Ω㎝ 내지 1 X 108 Ω㎝ 또는 10 Ω㎝ 내지 1 X 105 Ω㎝의 비저항을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the SiC single crystal ingot may have a specific resistance of 0.1 Ωcm to 1 X 10 10 Ωcm. For example, the SiC single crystal ingot may have a specific resistance of 0.1 Ωcm to 1 X 10 5 Ωcm, 1 Ωcm to 1 X 10 8 Ωcm or 10 Ωcm to 1 X 10 5 Ωcm, but is not limited thereto. It doesn't happen.

일 구현예에 따르면, 상기 SiC 단결정 잉곳의 도펀트 농도는 5.5 X 1016 atoms/cc 내지 1 X 1018 atoms/cc 이다. 구체적으로, 상기 SiC 단결정 잉곳의 도펀트 농도는 5.5 X 1016 atoms/cc 내지 1.5 X 1017 atoms/cc 또는 1 X 1017 atoms/cc 내지 5 X 1017 atoms/cc 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the dopant concentration of the SiC single crystal ingot is from 5.5 X 10 16 atoms / cc to 1 X 10 18 atoms / cc. Specifically, the dopant concentration of the SiC single crystal ingot may be 5.5 X 10 16 atoms / cc to 1.5 X 10 17 atoms / cc or 1 X 10 17 atoms / cc to 5 X 10 17 atoms / cc, but is not limited thereto. no.

일 구현예에 따르면, 상기 SiC 단결정 잉곳은 95% 내지 99.9%의 순도를 갖는다. 예를 들어, 상기 SiC 단결정 잉곳은 95% 내지 99.5%, 97% 내지 99.5%, 98% 내지 99.5%, 98% 내지 99%의 순도를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the SiC single crystal ingot has a purity of 95% to 99.9%. For example, the SiC single crystal ingot may have a purity of 95% to 99.5%, 97% to 99.5%, 98% to 99.5%, and 98% to 99%, but is not limited thereto.

상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The above content is described in more detail by the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the examples is not limited thereto.

[실시예] EXAMPLE

탄소-함유 고분자 수지로 페놀계 수지(제품명: KC-5536, 제조사: 강남화성) 80 중량%, 에탄올 용매(제조사: OCI) 18 중량% 및 바나듐 도펀트 2 중량%를 혼합하였다. 200℃에서 3 시간 동안 건조시킨 후, 400℃에서 2 시간 동안 경화시켰다. 500℃ 및 700 torr의 조건에서 열처리를 진행한 후, 2000℃ 및 760 torr의 조건에서 5 시간 동안 탄화 또는 흑연화하여, 조성물을 고형화하였다. As the carbon-containing polymer resin, 80% by weight of phenolic resin (product name: KC-5536, manufacturer: Gangnam Chemical), 18% by weight of ethanol solvent (manufacturer: OCI) and 2% by weight of vanadium dopant were mixed. After drying at 200 ° C. for 3 hours, it was cured at 400 ° C. for 2 hours. After heat treatment at 500 ° C. and 700 torr, the composition was solidified by carbonization or graphitization at 2000 ° C. and 760 torr for 5 hours.

그라파이트 도가니의 내부 상단에 종자정을 장착한 후, 상기 도가니를 단열 부재로 둘러싸고, 가열 코일이 구비된 반응 챔버 내에 넣었다. 도가니 내를 진공 상태로 만든 뒤, 아르곤 가스를 서서히 주입하였다. 이와 함께, 도가니 내의 온도를 2400℃까지 승온시키고, 700 torr로 승압시켰다. 이후, 압력을 점점 낮추어 30 torr에 도달시킨 후, 상기 조건에서 50시간 동안 SiC 단결정 잉곳을 종자정에 성장시켜, 반절연 SiC 단결정 잉곳을 제조하였다. After seed seeding was mounted on the inner top of the graphite crucible, the crucible was surrounded by a heat insulating member and placed in a reaction chamber equipped with a heating coil. After the inside of the crucible was vacuumed, argon gas was slowly injected. In addition, the temperature in the crucible was heated up to 2400 degreeC, and it heated up to 700 torr. Then, after gradually lowering the pressure to reach 30 torr, the SiC single crystal ingot was grown to seed crystals for 50 hours under the above conditions, thereby preparing a semi-insulated SiC single crystal ingot.

[비교예][Comparative Example]

고형화된 조성물 대신에 도펀트가 장입된 다공성 흑연 컨테이너를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일하게 실험하여 반절연 SiC 단결정 잉곳을 제조하였다. A semi-insulated SiC single crystal ingot was prepared in the same manner as in the above example, except that a porous graphite container loaded with a dopant was used instead of the solidified composition.

[평가예 1: 도펀트 농도 측정]Evaluation Example 1: Dopant Concentration Measurement

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳에 대하여, SIMS(Secondary ion mass spectrometry)를 이용해 도펀트의 농도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. For the semi-insulated SiC single crystal ingot prepared in Examples and Comparative Examples, the concentration of the dopant was measured by using secondary ion mass spectrometry (SIM), and the results are shown in Table 1 below.

구 분division 도펀트 농도(atoms/cc)Dopant Concentration (atoms / cc) 실시예Example 1.3×1017 1.3 × 10 17 비교예Comparative example 5.3×1016 5.3 × 10 16

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예에 따라 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳의 도펀트의 농도가 비교예에 따라 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳의 도펀트의 농도에 비하여 큰 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, it can be seen that the concentration of the dopant of the semi-insulated SiC single crystal ingot prepared according to the embodiment is larger than the concentration of the dopant of the semi-insulated SiC single crystal ingot prepared according to the comparative example.

[평가예 2: 잔류 분말 단면 이미지 평가] Evaluation Example 2: Evaluation of Residual Powder Sectional Image

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳에 대하여, 육안으로 잔류 분말 단면 이미지를 평가하였다. Residual powder cross-sectional images were visually evaluated for the semi-insulated SiC single crystal ingots prepared in Examples and Comparative Examples.

도 3은 실시예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 잔류 분말 단면 이미지를 나타낸 것이고, 도 4는 비교예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 잔류 분말 단면 이미지를 나타낸 것이다.Figure 3 shows the residual powder cross-sectional image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the embodiment, Figure 4 shows the residual powder cross-sectional image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the comparative example.

상기 도 3에서 보는 바와 같이, 실시예에 따라 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳은 전체 영역에서 균일하게 승화가 일어났음을 알 수 있다. 반면, 도 4에서 보는 바와 같이, 비교예의 반절연 SiC 단결정 잉곳은 다공성 컨테이터가 있던 위치에서 승화가 주로 일어났음을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the semi-insulated SiC single crystal ingot manufactured according to the embodiment evenly sublimes in the entire region. On the other hand, as shown in Figure 4, the semi-insulating SiC single crystal ingot of the comparative example can be seen that the sublimation mainly occurred at the position where the porous container.

[평가예 3: UV 이미지 평가]Evaluation Example 3: UV Image Evaluation

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳에 대하여, UV Lamp 조사를 이용한 육안 검사 통해, UV 이미지를 평가하였다. The semi-insulated SiC single crystal ingots prepared in Examples and Comparative Examples were evaluated by visual inspection using UV lamp irradiation.

도 5는 실시예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이고, 도 6은 비교예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이다.5 shows a UV image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the embodiment, and FIG. 6 shows a UV image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the comparative example.

상기 도 5 및 도 6의 UV 이미지를 통해 다형 제어를 확인할 수 있다. 구체적으로, 초록색은 4H, 붉은색은 6H 및 검은색은 15R을 나타낸다.The polymorphism control can be confirmed through the UV images of FIGS. 5 and 6. Specifically, green represents 4H, red represents 6H, and black represents 15R.

따라서, 상기 도 5에서 보는 바와 같이, 실시예에 따라 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳은 목적하는 4H가 균일하게 형성되었다. 반면, 도 6에서 보는 바와 같이, 비교예에 따라 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳은 4H, 6H 및 15H가 부분적으로 형성되어 SiC 단결정 잉곳의 품질이 낮은 것을 알 수 있다.Thus, as shown in FIG. 5, the semi-insulated SiC single crystal ingot manufactured according to the embodiment was formed with the desired 4H uniformly. On the other hand, as shown in Figure 6, the semi-insulated SiC single crystal ingot prepared according to the comparative example 4H, 6H and 15H can be seen that the quality of the SiC single crystal ingot is partially formed.

[평가예 4: 표면 이미지 평가] Evaluation Example 4: Surface Image Evaluation

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 반절연 SiC 단결정 잉곳에 대하여, 광학 현미경을 이용하여, 표면 이미지를 평가하였다. For the semi-insulated SiC single crystal ingots prepared in Examples and Comparative Examples, surface images were evaluated using an optical microscope.

도 7은 실시예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 표면 이미지를 나타낸 것이고, 도 8은 비교예의 반절연 SiC 단결정 잉곳의 표면 이미지를 나타낸 것이다. FIG. 7 shows a surface image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the embodiment, and FIG. 8 shows the surface image of the semi-insulated SiC single crystal ingot of the comparative example.

상기 도 7에서 보는 바와 같이, SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계에서, 도펀트의 농도가 균일하게 유지되어 도펀트의 석출이 거의 발생하지 않았다. 반면, 도 8에서 보는 바와 같이, 비교예의 SiC 단결정 잉곳은 과잉 도핑이 이루어져 도펀트가 석출되었다. As shown in FIG. 7, in the growing of the SiC single crystal ingot, the concentration of the dopant was kept uniform so that precipitation of the dopant hardly occurred. On the other hand, as shown in Figure 8, the SiC single crystal ingot of the comparative example was excessively doped to precipitate the dopant.

100: 고형화된 조성물
200: 종자정
300: SiC
400: 도펀트
500: 다공성 흑연 컨테이너
600: 다공성 흑연 컨테이너가 있던 위치
100: solidified composition
200: seed crystal
300: SiC
400: dopant
500: porous graphite container
600: where the porous graphite container was

Claims (12)

(a) 반응 용기에 탄소-함유 고분자 수지, 용매, 도펀트 및 SiC(탄화규소)를 포함하는 조성물을 장입하는 단계;
(b) 상기 조성물을 고형화하는 단계; 및
(c) 상기 반응 용기에 장착된 종자정에 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계를 포함하는, SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 방법.
(a) charging a composition comprising a carbon-containing polymer resin, a solvent, a dopant, and SiC (silicon carbide) into a reaction vessel;
(b) solidifying the composition; And
(c) growing a SiC single crystal ingot on seed crystals mounted to the reaction vessel.
제1항에 있어서,
상기 탄소-함유 고분자 수지는 페놀계 수지, 폴리아크릴아마이드계 수지 및 열경화성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 방법.
The method of claim 1,
Wherein said carbon-containing polymer resin comprises at least one member selected from the group consisting of phenolic resins, polyacrylamide resins and thermosetting resins.
제1항에 있어서,
상기 도펀트는 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 코발트(Co)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 방법.
The method of claim 1,
The dopant comprises one or more selected from the group consisting of vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn) and cobalt (Co).
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)는 상기 조성물을 건조; 경화; 및 탄화(carbonization) 또는 흑연화(graphitization)하는 과정을 거쳐 제조되는, 방법.
The method of claim 1,
Step (b) comprises drying the composition; Hardening; And a process of carbonization or graphitization.
제4항에 있어서,
상기 건조는 50℃ 내지 350℃의 온도 범위에서 수행되는, 방법.
The method of claim 4, wherein
The drying is carried out in a temperature range of 50 ° C to 350 ° C.
제4항에 있어서,
상기 경화는 100℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 수행되는, 방법.
The method of claim 4, wherein
Wherein the curing is carried out in a temperature range of 100 ° C. to 400 ° C.
제4항에 있어서,
상기 탄화 또는 흑연화는 200℃ 내지 2200℃의 온도 범위 및 1 torr 내지 1500 torr의 압력 조건에서 수행되는, 방법.
The method of claim 4, wherein
Wherein the carbonization or graphitization is carried out at a temperature range of 200 ° C. to 2200 ° C. and pressure conditions of 1 torr to 1500 torr.
제4항에 있어서,
상기 탄화 또는 흑연화는 불활성 분위기에서 열처리하는, 방법.
The method of claim 4, wherein
Wherein said carbonization or graphitization is heat treated in an inert atmosphere.
제1항에 있어서,
상기 SiC는 분말 형태이고, 상기 분말 입자의 크기가 10 ㎛ 내지 5000 ㎛인, 방법.
The method of claim 1,
The SiC is in powder form, the size of the powder particles is 10 ㎛ to 5000 ㎛.
제1항에 있어서,
상기 고형화된 조성물은 펠렛 형상의 고형체인, 방법.
The method of claim 1,
Wherein the solidified composition is a pellet-shaped solid.
제1항에 있어서,
상기 SiC 단결정 잉곳은 0.1 Ω㎝ 내지 1×1010 Ω㎝의 비저항을 갖는, 방법.
The method of claim 1,
And the SiC single crystal ingot has a specific resistance of 0.1 Ωcm to 1 × 10 10 Ωcm.
제1항에 있어서,
상기 SiC 단결정 잉곳은 5.5 X 1016 atoms/cc 내지 1 X 1018 atoms/cc의 도펀트 농도를 갖는, 방법.
The method of claim 1,
And the SiC single crystal ingot has a dopant concentration of 5.5 X 10 16 atoms / cc to 1 X 10 18 atoms / cc.
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