KR20220067400A - High-Resistance Silicon Carbide Product Forming Method and High-Resistance Silicon Carbide Product - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for forming high-resistance silicon carbide parts and the high-resistance silicon carbide parts. According to the present invention, a method includes: a preparation process for disposing a base part in a chamber; an exhaust process of exhausting a fluid in the chamber; and a deposition process of depositing a silicon carbide layer by injecting a reaction gas containing hydrogen and alkylsilane into the chamber using monoatomic molecules as a transport gas. Thus, a technique for obtaining high-resistance silicon carbide parts is disclosed.

Description

고저항 탄화규소 부품 형성방법 및 고저항 탄화규소 부품{High-Resistance Silicon Carbide Product Forming Method and High-Resistance Silicon Carbide Product} High-Resistance Silicon Carbide Product Forming Method and High-Resistance Silicon Carbide Product

본 발명은 고저항 탄화규소 부품 형성방법 및 고저항 탄화규소 부품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 비저항과 내구성 그리고 플라즈마에 대한 내식성이 향상시킬 수 있는 고저항 탄화규소 부품 형성방법 및 고저항 탄화규소 부품에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a high-resistance silicon carbide component and a high-resistance silicon carbide component, and more particularly, to a method for forming a high-resistance silicon carbide component capable of improving high resistivity, durability, and corrosion resistance to plasma and high-resistance silicon carbide It's about parts.

반도체 제조공정 중에 다양한 종류의 세라믹 제품들이 적용된다. 그 중 탄화규소는 강도, 경도 등의 물리적 특성과 열전도도, 열팽창계수 등 열적 특성에서 다른 세라믹 재료에 비해 우수하여 반도체 제조공정에서 내화학성, 내식성, 내열특성이 요구되는 화학기상증착법, 에칭공정 또는 플라즈마 식각 공정 등의 제조공정설비에 많이 적용되고 있다. 특히 플라즈마 식각 공정에서는 실리콘 웨이퍼의 가장자리 부분에 위치하는 포커스 링, 그리고 실리콘 웨이퍼의 상부에 위치하는 상부전극 등에서 탄화규소 재질의 부품이 많이 적용되고 있다. 플라즈마 건식 식각공정을 진행하면 챔버 내의 플라즈마 식각을 하고자 하는 실리콘 웨이퍼 외에도 챔버 내의 다른 탄화규소 부품들도 함께 식각이 되어 기계적, 열적, 내화학적 물성이 우수한 탄화규소 제품이라도 손상이 발생된다. Various types of ceramic products are applied during the semiconductor manufacturing process. Among them, silicon carbide is superior to other ceramic materials in physical properties such as strength and hardness and thermal properties such as thermal conductivity and thermal expansion coefficient. It is widely applied to manufacturing process equipment such as plasma etching process. In particular, in the plasma etching process, silicon carbide components are often used in the focus ring positioned at the edge of the silicon wafer and the upper electrode positioned above the silicon wafer. When the plasma dry etching process is performed, other silicon carbide components in the chamber are also etched in addition to the silicon wafer to be plasma etched in the chamber, so that even silicon carbide products with excellent mechanical, thermal, and chemical resistance are damaged.

이러한 탄화규소 부품은 고가의 재료이나 일정기간 사용 후에는 플라즈마에 의해 식각된 탄화규소 부품을 새로운 탄화규소 제품으로 교체하여야 하고, 교체된 탄화규소 부품은 손상된 상태이므로 폐기처리 하였다. 이는 반도체 제조공정의 원가가 상승하는 한 요인이 되었으며, 아울러 탄화규소 부품의 비저항값을 높이면서 내구성과 플라즈마 내식성을 향상시킬 수 있는 기술이 요구되고 있었다. These silicon carbide parts are expensive materials, but after a certain period of use, the silicon carbide parts etched by plasma must be replaced with new silicon carbide products, and the replaced silicon carbide parts are in a damaged state, so they are disposed of. This has become a factor in the increase in the cost of the semiconductor manufacturing process, and there has been a demand for a technology capable of improving durability and plasma corrosion resistance while increasing the resistivity of silicon carbide components.

공개특허공보 제10-2010-0133910호Laid-Open Patent Publication No. 10-2010-0133910

본 발명은 높은 비저항값을 갖추고 있으며 내구성과 플라즈마에 대한 내식성이 향상된 고저항 탄화규소 부품 형성방법 및 고저항 탄화규소 부품을 제공한다.The present invention provides a method for forming a high-resistance silicon carbide component and a high-resistance silicon carbide component having a high specific resistance value and improved durability and corrosion resistance to plasma.

본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법은, 베이스부를 챔버 내에 배치시키는 준비과정; 상기 챔버 내의 유체를 배기시키는 배기과정; 및 단원자분자를 이송가스로 하여 수소와 알킬실란을 포함하는 반응가스를 상기 챔버 내에 주입하여 탄화규소층을 증착시키는 증착과정;을 포함한다.A method of forming a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention includes a preparation process for disposing a base portion in a chamber; an exhaust process for exhausting the fluid in the chamber; and a deposition process of depositing a silicon carbide layer by injecting a reaction gas containing hydrogen and alkylsilane into the chamber using monoatomic molecules as a transport gas.

여기서, 상기 베이스부에 대하여 환원성 분위기에서 섭씨 1300도 내지 섭씨 1600도 사이의 온도로 열처리시키는 열처리과정;을 더 포함한다.Here, a heat treatment process of heat-treating the base part at a temperature between 1300 degrees Celsius and 1600 degrees Celsius in a reducing atmosphere; further includes.

여기서, 상기 베이스부는 탄화규소 모재 또는 그라파이트 지그이다.Here, the base part is a silicon carbide base material or a graphite jig.

여기서, 상기 증착과정에서 증착되는 상기 탄화규소층은, 결정조직의 종횡비가 1:1.5 내지 1:5 사이에 해당하는 침상(針狀)의 결정조직을 갖춘다.Here, the silicon carbide layer deposited in the deposition process has a needle-like crystal structure corresponding to an aspect ratio of 1:1.5 to 1:5.

여기서, 상기 증착과정에서 증착되는 상기 탄화규소층은, 400 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 비저항값을 갖는다.Here, the silicon carbide layer deposited in the deposition process has a specific resistance value of 400 to 3000 Ω·cm.

여기서, 상기 증착과정은 상압 화학적 기상 증착법으로 수행된다.Here, the deposition process is performed by atmospheric pressure chemical vapor deposition.

여기서, 상기 베이스부는 탄화규소 모재이고, 상기 증착과정에서 증착되는 상기 탄화규소층에서 결정조직의 크기가 상기 탄화규소 모재의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성된다.Here, the base portion is a silicon carbide base material, and the size of the crystal structure in the silicon carbide layer deposited in the deposition process is formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material.

여기서, 상기 열처리과정과 상기 증착과정이 상기 챔버 내에서 인시츄(in-situ)로 연속하여 진행된다.Here, the heat treatment process and the deposition process are continuously performed in-situ in the chamber.

여기서, 상기 증착과정은, 섭씨 1300 도 내지 1400 도의 온도에서 진행된다.Here, the deposition process is carried out at a temperature of 1300 degrees Celsius to 1400 degrees Celsius.

여기서, 상기 증착과정에서 탄화규소층의 증착은 0.03 내지 0.20 mm/h 의 증착속도로 진행된다.Here, in the deposition process, the deposition of the silicon carbide layer proceeds at a deposition rate of 0.03 to 0.20 mm/h.

여기서, 상기 증착과정에서 상기 반응가스에 포함된 수소와 알킬실란의 부피유량비율은 8% 내지 12% 이다.Here, the volume flow ratio of hydrogen and alkylsilane contained in the reaction gas in the deposition process is 8% to 12%.

여기서, 상기 증착과정에서 주입되는 알킬실란과 상기 단원자분자 사이의 SLM(standard liter per min)비율이 35 : 1 내지 60 : 1 의 비율이다.Here, the SLM (standard liter per min) ratio between the alkylsilane injected in the deposition process and the monoatomic molecule is 35: 1 to 60: 1.

여기서, 상기 알킬실란은 메틸트리클로로실란(MethylTrichloroSilane ; MTS)이고, 상기 단원자분자는 아르곤이다.Here, the alkylsilane is methyltrichlorosilane (MTS), and the monoatomic molecule is argon.

본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품은, 결정조직의 종횡비가 1:1.15 내지 1:5 사이에 해당되는 침상(針狀)의 결정조직을 갖는 탄화규소층을 포함한다.A high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention includes a silicon carbide layer having a needle-like crystal structure corresponding to an aspect ratio of 1:1.15 to 1:5.

여기서, 상기 탄화규소층에서 단위면적당 상기 침상의 결정조직의 분포비율이 75% 이상이다.Here, the distribution ratio of the needle-shaped crystal structure per unit area in the silicon carbide layer is 75% or more.

여기서, 상기 탄화규소층은 300 MPa 내지 500MPa 사이의 꺾임강도를 갖는다.Here, the silicon carbide layer has a bending strength between 300 MPa to 500 MPa.

여기서, 상기 탄화규소층은 400 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 비저항값을 갖는다.Here, the silicon carbide layer has a specific resistance value of 400 to 3000 Ω·cm.

여기서, 상기 탄화규소층의 상기 결정조직의 너비가 2 마이크로미터 내지 4 마이크로미터 사이에 해당된다.Here, the width of the crystal structure of the silicon carbide layer corresponds to between 2 micrometers and 4 micrometers.

본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법 및 고저항 탄화규소 부품에 따르면, 플라즈마 등에 의해 표면이 손상되어 그대로 재사용하기에는 무리가 있기에 반도체공정에 사용되지 못하고 폐기되는 탄화규소 부품을 베이스부로 하여 본 발명에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법을 통해 재사용할 수 있으므로 탄화규소 부품을 폐기하고 새로 구매하는데 소요되는 비용이 절감시킬 수 있으며, 재생을 통하여 탄화규소 부품을 재활용하므로 탄화규소 부품의 전체적인 사용주기가 확장되어 공정장비 관리의 편의성 증진에 도움이 된다. 그라파이트 지그를 베이스부로 하여 고저항 탄화규소 부품을 형성시키는 것 또한 충분히 가능하다.According to the method for forming a high-resistance silicon carbide component and a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention, the silicon carbide component that cannot be used in the semiconductor process and is discarded is used as the base because the surface is damaged by plasma, etc. and it is difficult to reuse it as it is. Therefore, since it can be reused through the method for forming high-resistance silicon carbide parts according to the present invention, the cost of disposing of silicon carbide parts and purchasing new ones can be reduced. The use cycle is extended, which helps to improve the convenience of process equipment management. It is also sufficiently possible to form a high-resistance silicon carbide component using a graphite jig as a base portion.

또한, 본 발명의 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 따라 증착되는 탄화규소층의 전기적 특성은 높은 비저항의 특성을 나타내므로 높은 비저항을 갖는 탄화규소 부품이 요구되는 반도체 공정장비에 적용될 수 있으며, 증착되는 탄화규소층에서 형성되는 침상의 결정조직이 높은 밀집도를 이루므로 꺾임강도가 증대되며, 꺾임강도의 증대로 인하여 수명단축의 억제에 도움이 되는 효과가 있다. In addition, since the electrical properties of the silicon carbide layer deposited according to the method for forming high-resistance silicon carbide parts of the present invention exhibit high resistivity, it can be applied to semiconductor process equipment requiring silicon carbide parts with high resistivity, and the deposited Since the needle-like crystal structure formed in the silicon carbide layer has a high density, the bending strength is increased, and there is an effect of helping to suppress the shortening of the lifespan due to the increase in the bending strength.

뿐만 아니라, 본 발명의 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 따라 증착되는 탄화규소층은 높은 증착속도 구현이 가능하므로 탄화규소 모재에 대하여 목표로 하는 탄화규소층의 증착두께를 증착시키는데 소요되는 시간이 대폭 감축되므로 좀 더 많은 수량의 고저항 탄화규소 모재에 대한 재생공정이 가능하기에 다량의 탄화규소 부품 생산이 가능하다. 따라서 고저항 탄화규소 부품의 생산효율을 증진시키는데 도움이 되는 효과 또한 있다. In addition, since the silicon carbide layer deposited according to the method of forming a high-resistance silicon carbide component of the present invention can realize a high deposition rate, the time required to deposit the target deposition thickness of the silicon carbide layer on the silicon carbide base material is significantly reduced. Since it is reduced, it is possible to produce a large amount of silicon carbide parts because the regeneration process for a higher quantity of high-resistance silicon carbide base material is possible. Therefore, there is also an effect that helps to improve the production efficiency of high-resistance silicon carbide parts.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 형성방법에 따라 베이스부에 탄화규소층이 증착되어 형성된 고저항 탄화규소 부품을 개략적으로 나타낸 부분단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 고저항 탄화규소부품의 탄화규소층 부분을 개략적으로 나타낸 SEM 이미지 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따라 형성된 탄화규소부품의 탄화규소층 부분을 개략적으로 나타낸 SEM 이미지 도면이다.
1 is a flowchart schematically illustrating a method for forming a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a high-resistance silicon carbide component formed by depositing a silicon carbide layer on a base according to a method for forming a high-resistance silicon carbide according to an embodiment of the present invention.
3 is an SEM image diagram schematically illustrating a portion of a silicon carbide layer of a high-resistance silicon carbide component formed according to an embodiment of the present invention.
4 is an SEM image diagram schematically showing a portion of a silicon carbide layer of a silicon carbide component formed according to the prior art.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시 예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you. In the description, the same reference numerals are assigned to the same components, and the drawings may be partially exaggerated in size to accurately describe the embodiments of the present invention, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 1 is a flowchart schematically illustrating a method of forming a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법은, 베이스부를 챔버 내에 배치시키는 준비과정(S110); 상기 챔버 내의 유체를 배기시키는 배기과정(S120); 상기 탄화규소 모재에 대하여 환원성 분위기에서 섭씨 1300도 내지 섭씨 1600도 사이의 온도로 열처리시키는 열처리과정(S130); 및 상기 배기과정 후 단원자분자를 이송가스로 하여 수소와 알킬실란을 포함하는 반응가스를 상기 챔버 내에 주입하여 상기 탄화규소 모재에 기준치보다 높은 비저항값을 갖는 탄화규소층을 증착시키는 증착과정(S140);을 포함한다. Referring to FIG. 1 , a method for forming a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention includes a preparation process for arranging a base part in a chamber (S110); an exhaust process of evacuating the fluid in the chamber (S120); a heat treatment process of heat-treating the silicon carbide base material at a temperature between 1300 degrees Celsius and 1600 degrees Celsius in a reducing atmosphere (S130); and a deposition process of depositing a silicon carbide layer having a specific resistance higher than a reference value on the silicon carbide base material by injecting a reaction gas containing hydrogen and alkylsilane into the chamber using monoatomic molecules as a transport gas after the exhaust process (S140) ); includes.

먼저, 준비과정(S110)에서는 베이스부를 챔버 내에 배치시킨다. 여기서 베이스부는 탄화규소 또는 그라파이트로 이루어진 것이 바람직하다. 이러한 베이스부의 예로서 탄화규소 모재 또는 그라파이트 지그를 들을 수 있다. 탄화규소로 이루어진 탄화규소 모재를 베이스부로서 이용하는 것을 예로서 설명한다. 그라파이트로 이루어진 베이스부인 그라파이트 지그 또한 고저항 탄화규소층을 형성시키기 위한 베이스부로서 사용가능 함은 물론이다. First, in the preparation process (S110), the base part is disposed in the chamber. Here, the base portion is preferably made of silicon carbide or graphite. As an example of such a base part, a silicon carbide base material or a graphite jig may be mentioned. The use of a silicon carbide base material made of silicon carbide as a base portion will be described as an example. Of course, a graphite jig, which is a base part made of graphite, can also be used as a base part for forming a high-resistance silicon carbide layer.

탄화규소 모재는, 반도체 공정 중 플라즈마 처리장치에 의한 식각 공정 등을 통해 산화막이 표면에 생기거나 표면이 약 1mm 내지 10mm 정도 식각되어 표면 거칠기가 좋지 못하거나 식각 등에 의한 부산물이 포함된 것일 수 있다. 탄화규소 모재의 예로서 화학기상증착장치 등에서 사용되는 탄화규소 포커스 링을 들을 수 있다.The silicon carbide base material has a poor surface roughness due to an oxide film formed on the surface or the surface is etched by about 1 mm to 10 mm through an etching process by a plasma processing device during a semiconductor process, or it may contain by-products from etching. As an example of the silicon carbide base material, a silicon carbide focus ring used in a chemical vapor deposition apparatus or the like may be mentioned.

배기과정(S120)은 챔버 내의 유체를 배기시켜 소정의 진공도 이하의 진공분위기를 형성시키는 과정이다. The evacuation process ( S120 ) is a process of evacuating the fluid in the chamber to form a vacuum atmosphere below a predetermined vacuum degree.

배기과정(S120)에서 챔버 내의 기체 등 유체를 외부로 배기시켜서 소정의 진공도 이하로 진공분위기를 형성시켜주면 열처리과정(S130)에서 환원성 분위기를 조성하는데 도움이 되므로 바람직하다.In the evacuation process (S120), it is preferable because it helps to create a reducing atmosphere in the heat treatment process (S130) by evacuating a fluid such as gas in the chamber to the outside to form a vacuum atmosphere below a predetermined degree of vacuum.

이러한 배기과정(S120)에서 상기의 소정의 진공도는 예를 들어 10 Torr 일 수 있다. 챔버 내부를 진공상태인 10Torr 이하로 만들기 위해 펌핑 작업을 진행하여 챔버 내의 유체를 배기시켜준다. 이러한 배기과정(S120)을 통해 질소나 산소와 같은 기체도 챔버의 외부로 배기된다.In this exhaust process (S120), the predetermined degree of vacuum may be, for example, 10 Torr. To make the inside of the chamber less than 10 Torr, which is a vacuum state, pumping is performed to exhaust the fluid in the chamber. Through this exhaust process (S120), a gas such as nitrogen or oxygen is also exhausted to the outside of the chamber.

이어서 열처리과정(S130)은 준비과정에서 배치된 상기 탄화규소 모재에 대하여 환원성 분위기에서 섭씨 1300도 내지 섭씨 1600도 사이의 온도로 고온 열처리시키는 과정이다. 참고로 베이스부가 그라파이트로 이루어진 경우, 예를 들어 그라파이트 지그인 경우에는 본 열처리과정(S130)이 생략될 수 있다.Subsequently, the heat treatment process (S130) is a process of high-temperature heat treatment at a temperature between 1300 degrees Celsius and 1600 degrees Celsius in a reducing atmosphere with respect to the silicon carbide base material disposed in the preparation process. For reference, when the base part is made of graphite, for example, in the case of a graphite jig, the heat treatment process (S130) may be omitted.

이러한 열처리과정(S130)은, 제1차 고온 열처리과정 및 상기 제1차 고온 열처리과정보다 낮은 온도에서 진행되는 제2차 고온 열처리과정을 포함할 수 있다.The heat treatment process ( S130 ) may include a first high temperature heat treatment process and a second high temperature heat treatment process performed at a lower temperature than the first high temperature heat treatment process.

열처리과정(S130)에서는 먼저 챔버 내부를 진공상태인 10Torr 이하로 만들기 위해 펌핑 작업을 진행하고 탄화규소 모재에 열을 가하여 열처리하는 과정이 진행될 수 있다.In the heat treatment process ( S130 ), a pumping operation is performed to make the inside of the chamber less than 10 Torr, which is a vacuum state, and a heat treatment process may be performed by applying heat to the silicon carbide base material.

환원성 가스를 챔버 내에 주입하여 환원성 분위기를 만들고 챔버 내에 온도를 고온이 되게 가열하여 손상된 탄화규소 모재 표면에 결함 및 산화막 등을 제거한다. 고온의 환경에서 환원성 가스는 손상된 탄화규소 모재의 표면에 형성된 산화막 등과 반응하여 산화막을 환원시켜 제거할 수 있다. A reducing gas is injected into the chamber to create a reducing atmosphere, and the temperature in the chamber is heated to a high temperature to remove defects and oxide films on the damaged silicon carbide base material surface. In a high-temperature environment, the reducing gas reacts with an oxide film formed on the surface of the damaged silicon carbide base material, and can be removed by reducing the oxide film.

고온의 환경에서 산화막이 환원된 실리콘 또는 손상된 탄화규소 모재 내부에 존재하는 실리콘과 탄소 등은 상호확산할 수 있다. 산화막이 환원된 실리콘 또는 손상된 탄화규소 모재 내에 있는 실리콘과 탄소가 상호확산함으로써 표면이 재정렬된다.In a high-temperature environment, silicon with reduced oxide film or silicon and carbon present in the damaged silicon carbide base material may mutually diffuse. The surface is rearranged by interdiffusion of silicon and carbon in the reduced oxide silicon or damaged silicon carbide base material.

또한, 재정렬에 의해 탄화규소 모재의 표면의 거칠기가 완화되어 평탄화되며, 고온의 환경에서 식각 등에 의한 부산물들이 제거가 될 수 있고 고온으로 열을 가하는 도중에 유기물 등이 손상된 탄화규소 모재로부터 제거된다. In addition, by realignment, the roughness of the surface of the silicon carbide base material is relieved and planarized, and by-products such as etching in a high-temperature environment can be removed, and organic materials, etc. are removed from the damaged silicon carbide base material during heating to a high temperature.

이러한 고온 열처리하는 과정은 1300℃ 내지 1600℃의 온도에서 수행될 수 있다. 여기서, 상기 환원성 분위기는 수소(H2)를 포함하는 열처리 가스를 상기 챔버 내로 주입하여 형성될 수 있다.This high-temperature heat treatment process may be performed at a temperature of 1300 ℃ to 1600 ℃. Here, the reducing atmosphere may be formed by injecting a heat treatment gas containing hydrogen (H 2 ) into the chamber.

챔버 내에 열을 가하여 챔버 내 온도가 1300℃ 내지 1600℃의 고온이 되도록 할 수 있다. 손상된 탄화규소 모재의 표면에 있는 산화막(SiO2 등)은 고온의 환경에서 환원성 가스인 수소 가스등과 반응하여 산화막이 환원되고, 산화막이 환원된 실리콘 또는 손상된 탄화규소 모재에 존재하는 실리콘 및 탄소 등이 재정렬된다. 따라서, 후술할 증착과정(S140)에서 증착되는 탄화규소층에서 침상으로 형성되는 결정조직이 높은 밀집도를 이루게 되며 비저항도 증가될 수 있는 토대가 된다.Heat may be applied to the chamber so that the temperature in the chamber becomes a high temperature of 1300°C to 1600°C. The oxide film (SiO 2 , etc.) on the surface of the damaged silicon carbide base material reacts with hydrogen gas, a reducing gas, etc. in a high-temperature environment to reduce the oxide film, and silicon and carbon, etc. present in the reduced silicon or damaged silicon carbide base material are rearranged Accordingly, the crystalline structure formed in the needle shape in the silicon carbide layer deposited in the deposition process (S140) to be described later has a high density and is a basis for increasing the specific resistance.

열처리시 챔버 내 온도가 1300℃ 미만인 경우에는 손상된 탄화규소 모재의 표면에 존재하던 유기물 등은 제거될 수 있겠지만 충분한 에너지가 공급되지 않아서 고온에서 환원되는 산화막의 환원반응이 잘 일어나지 않아 산화막의 제거가 쉽지 않고, 산화막이 환원된 실리콘 또는 손상된 탄화규소 모재에 존재하는 실리콘 및 탄소가 상호확산이 잘 되지 않음으로써 재정렬이 일어나지 않아 탄화규소 표면의 평탄도가 개선되기 어렵다. When the temperature in the chamber is less than 1300°C during the heat treatment, the organic matter existing on the surface of the damaged silicon carbide base material can be removed, but the reduction reaction of the oxide film reduced at high temperature does not occur easily because sufficient energy is not supplied, so the oxide film is not easily removed Also, since silicon and carbon present in the silicon with reduced oxide film or the damaged silicon carbide base material do not diffuse well, realignment does not occur, making it difficult to improve the flatness of the silicon carbide surface.

열처리시 챔버 내 온도가 1600℃를 초과하면 높은 온도에 산화막 뿐만 아니라 탄화규소층도 또한 열분해 또는 열충격 등의 영향을 받아 탄화규소 모재에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다. When the temperature in the chamber exceeds 1600° C. during heat treatment, the silicon carbide layer as well as the oxide film at high temperature are also affected by thermal decomposition or thermal shock, which may adversely affect the silicon carbide base material.

한편, 챔버 내에 환원성 분위기인 수소(H2) 가스 등을 주입하여 줌으로써 챔버 내 압력을 저진공 상태 또는 대기압 상태인 50 Torr 내지 760 Torr의 범위로 형성할 수 있다. 상대적으로 높은 압력을 형성함으로써 많은 양의 환원성 기체가 존재할 수 있고 그로 인해 손상된 탄화규소 모재의 표면에 있는 산화막과 반응하기가 용이해진다. 또한 후술할 복수회의 고온 열처리하는 과정이나 탄화규소층을 증착하는 과정과 압력이 비슷하여 연속적으로 위의 과정을 진행할 수도 있다.On the other hand, by injecting a reducing atmosphere, such as hydrogen (H 2 ) gas into the chamber, the pressure in the chamber may be formed in a range of 50 Torr to 760 Torr, which is a low vacuum state or atmospheric pressure state. By forming a relatively high pressure, a large amount of reducing gas can be present, thereby making it easier to react with the oxide film on the surface of the damaged silicon carbide base material. In addition, since the pressure is similar to a process of performing a plurality of high-temperature heat treatment or a process of depositing a silicon carbide layer, which will be described later, the above process may be continuously performed.

본 발명에 따른 실시 예에서는 챔버 내부를 진공상태인 10Torr 이하로 만들기 위해 펌핑 작업을 진행하고 열을 가하여 온도를 원하는 조건 별로 상승시킨다. 환원성 분위기를 조성하기 위해 수소(H2) 가스를 단계별로 주입한다. 챔버 내 압력을 50Torr 내지 760Torr로 만들고, 그 상태를 한동안 유지한 후 각각의 조건 별 유지시간 만큼 챔버 내의 기체를 펌핑 작업을 통해 외부로 배출하여 기체에 섞여 있던 불순물 등을 제거한다.In the embodiment according to the present invention, a pumping operation is performed to make the inside of the chamber less than 10 Torr, which is a vacuum state, and heat is applied to increase the temperature according to desired conditions. In order to create a reducing atmosphere, hydrogen (H 2 ) gas is injected step by step. The pressure in the chamber is set to 50 Torr to 760 Torr, and after maintaining that state for a while, the gas in the chamber is pumped out for the holding time for each condition to remove impurities mixed in the gas.

제 1차 고온 열처리하는 과정에서 펌핑 작업을 통해 챔버 내부를 진공 상태로 만들 수 있고 그 후 고온으로 온도를 상승시키며 환원성 기체인 수소 가스 등을 주입하여 고온 열처리하는 과정을 진행함으로써 손상된 탄화규소 모재의 표면에 존재하던 결함, 산화막(SiO2)이 제거되거나 표면 거칠기가 개선되며, 산화막이 환원된 실리콘 또는 손상된 탄화규소 내에 존재하는 실리콘 및 탄소가 재정렬된다.In the process of the first high-temperature heat treatment, the inside of the chamber can be made into a vacuum state through the pumping operation, and then the temperature is raised to a high temperature, and hydrogen gas, which is a reducing gas, is injected to proceed with the high-temperature heat treatment process. Defects existing on the surface, the oxide film (SiO 2 ) is removed or the surface roughness is improved, and silicon and carbon present in the silicon carbide with the reduced oxide film or the damaged silicon carbide are rearranged.

제 1차 고온 열처리과정 이후 펌핑 작업을 진행하지 않고 연속적으로 제 2차 고온 열처리 하는 과정을 진행을 할 수 있는데, 제 1차 고온 열처리 하는 과정보다 낮은 온도에서 진행이 된다. 이는 제 1차 고온 열처리 하는 과정을 거친 손상된 탄화규소 모재를 더 안정화시키기 위함이다. After the first high-temperature heat treatment process, the second high-temperature heat treatment process can be continuously performed without performing the pumping operation, and the process is performed at a lower temperature than the first high-temperature heat treatment process. This is to further stabilize the damaged silicon carbide base material that has undergone the first high-temperature heat treatment process.

제 2차 고온 열처리 과정은 제 1차 고온 열처리하는 과정과 마찬가지로 압력등의 조건을 동일하게 하되 열처리온도를 예를 들어, 약 섭씨 약 1400도로 하여 진행할 수 있다. 제 1차 고온 열처리하는 과정에서의 펌핑작업을 통해 낮아졌던 압력을 올려주기 위해 수소가스를 추가로 주입해 주고, 원하는 온도를 맞추기 위해 열을 가하거나 식혀 온도를 맞출 수 있다. The second high-temperature heat treatment process may be performed with the same conditions such as pressure as in the first high-temperature heat treatment process, but the heat treatment temperature is, for example, about 1400 degrees Celsius. In order to raise the pressure lowered through the pumping operation in the first high-temperature heat treatment process, hydrogen gas is additionally injected, and the temperature can be adjusted by heating or cooling to set the desired temperature.

제 2차 고온 열처리 하는 과정을 진행함으로써 제 1차 고온 열처리 하는 과정에서 재정렬되었던, 산화막이 환원된 실리콘 또는 손상된 탄화규소 모재에 존재하는 실리콘 및 탄소가 충분한 시간동안 재정렬이 되면서 표면의 거칠기가 더욱 평탄화될 수 있고 제거되지 못했던 결함 등이 추가로 제거될 수 있다. 또한, 미처 제거되지 못했던 산화막(SiO2)이 환원성 기체인 수소 기체와 환원반응하여 추가적으로 산화막이 제거될 수 있어 제 1차 고온 열처리하는 과정만을 거친 탄화규소 모재보다 더욱 안정적인 상태가 될 수 있다.By proceeding with the second high-temperature heat treatment process, the silicon and carbon present in the silicon and carbon with the reduced oxide film or the damaged silicon carbide base material realigned during the first high-temperature heat treatment process are realigned for a sufficient time to further flatten the surface roughness. Defects that can be and could not be eliminated can be additionally removed. In addition, the oxide film (SiO 2 ), which has not been removed, can be further removed by a reduction reaction with hydrogen gas, which is a reducing gas, so that it can be in a more stable state than the silicon carbide base material that has undergone only the first high-temperature heat treatment process.

그리고, 제 2차 고온 열처리를 하는 과정을 진행함으로써 증착과정(S140)에서 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)에 의해 탄화규소가 빠르게 증착될 수 있다. 이러한 제 2차 고온 열처리 하는 과정을 충분한 재정렬의 시간을 통해 더 안정적으로 열처리된 탄화규소 모재가 될 수 있다. In addition, by performing the second high-temperature heat treatment process, silicon carbide can be rapidly deposited by chemical vapor deposition (CVD) in the deposition process S140. A silicon carbide base material that has been more stably heat treated can be obtained through a sufficient realignment time for the second high-temperature heat treatment process.

이러한 고온 열처리 하는 과정은 복수회에 걸쳐 진행될 수도 있으며, 제 1차 고온 열처리하는 과정 또는 제 2차 고온 열처리 하는 과정을 포함할 수 있다. 복수회의 고온 열처리하는 과정은 해당 횟수의 온도는 이전 회차의 온도보다 낮게 하여 진행될 수 있다. 고온 열처리 하는 과정을 진행할 때 펌핑 작업을 통해 10Torr 이하의 진공상태로 만들고, 고온 열처리 과정 마지막에 다시 한 번 펌핑작업을 실시하여 기화된 오염물질 등을 외부로 배출시킬 수 있다. 필요에 따라서는 고온 열처리 과정 중에도 펌핑 작업이 진행될 수도 있다. 또한, 고온 열처리 하는 과정에 따라 펌핑하는 과정도 복수회 진행될 수 있다. This high-temperature heat treatment process may be performed multiple times, and may include a first high-temperature heat treatment process or a second high-temperature heat treatment process. The process of high-temperature heat treatment a plurality of times may be performed by lowering the temperature of the corresponding number of times than the temperature of the previous round. During the high-temperature heat treatment process, a vacuum of 10 Torr or less is created through pumping, and at the end of the high-temperature heat treatment process, pumping is performed again to discharge the vaporized contaminants to the outside. If necessary, the pumping operation may be performed even during the high-temperature heat treatment process. In addition, the pumping process may be performed multiple times according to the high-temperature heat treatment process.

고온 열처리하는 과정이 복수회 진행되면, 각각의 횟수에 따라 진행되는 펌핑작업을 통해 챔버 내를 진공으로 만드는 펌핑작업은 제 1차 고온 열처리 과정에서만 진행하고 나머지 횟수의 고온 열처리하는 과정은 전회차의 펌핑작업이 이루어진 후 바로 고온 열처리 과정을 진행할 수도 있다.When the high-temperature heat treatment process is performed multiple times, the pumping operation to create a vacuum in the chamber through the pumping operation performed according to each number of times proceeds only in the first high-temperature heat treatment process, and the process of high-temperature heat treatment for the remaining number of times is the same as the previous time. A high-temperature heat treatment process may be performed immediately after the pumping operation is performed.

이렇게 함으로써 온도를 너무 낮추지 않아 바로 다음 횟수의 고온 열처리 과정을 연속적으로 진행할 수도 있고, 후술할 증착과정도 연속적으로 진행할 수 있다. 한 편, 제 2차 고온 열처리 하는 과정부터는 복수회의 고온 열처리하는 과정 간에 펌핑작업을 진행하지 않고 바로 복수회의 고온 열처리 과정이 진행되거나 후술할 증착과정(S140)으로 진행될 수도 있다.In this way, the temperature is not lowered too much, so that the immediately next high-temperature heat treatment process may be continuously performed, and the deposition process to be described later may be continuously performed. On the other hand, starting from the second high-temperature heat treatment process, a plurality of high-temperature heat treatment processes may be performed directly without performing a pumping operation between the plurality of high-temperature heat treatment processes, or may proceed to a deposition process (S140) to be described later.

고온 열처리하는 과정을 완전히 진행하지 못하여 고온 열처리하는 과정이 미흡하면 탄화규소 모재 표면의 거칠기가 개선되지 못하여 울퉁불퉁한 표면에 후술할 증착과정(S140)에서 그대로 탄화규소층이 증착될 수 있다. 탄화규소 모재의 표면이 거칠어진 상태에서 탄화규소층이 증착되면, 이후에 플라즈마 처리 장치에서 플라즈마 공정을 진행하는 경우 표면의 거친부분에 플라즈마가 닿아 아크가 발생할 수도 있는 요인이 될 수 있으므로 고온 열처리하는 과정을 통해 표면의 거칠기를 개선하는 것이 바람직하다.If the high-temperature heat treatment process is insufficient because the high-temperature heat treatment process is not fully performed, the roughness of the surface of the silicon carbide base material cannot be improved. If the silicon carbide layer is deposited while the surface of the silicon carbide base material is rough, when plasma processing is subsequently performed in a plasma processing device, the plasma may come into contact with the rough part of the surface and cause arcing. It is desirable to improve the roughness of the surface through the process.

이와 같은 열처리과정(S130)을 거친 후 배기과정을 거치는 것이 바람직하다.It is preferable to perform an exhaust process after the heat treatment process (S130).

참고로 베이스부가 그라파이트 지그인 경우에도 배기과정을 거치는 것이 바람직하다.For reference, even if the base part is a graphite jig, it is preferable to undergo an exhaust process.

배기과정은 챔버 내에서 열처리된 상기 탄화규소 모재 주변의 유체를 배기시켜 소정의 진공도 이하의 진공분위기를 형성시키는 과정이다. 배기과정에서 챔버 내의 기체 등 유체를 외부로 배기시켜서 소정의 진공도 이하로 진공분위기를 형성시켜주면 증착과정(S140)에서 반응가스와 이송가스 이외의 불순물의 영향없이 탄화규소를 증착시킬 수 있으므로 바람직하다.The evacuation process is a process of evacuating the fluid around the silicon carbide base material heat-treated in the chamber to form a vacuum atmosphere below a predetermined vacuum degree. In the exhaust process, if a fluid such as gas in the chamber is exhausted to the outside to form a vacuum atmosphere below a predetermined vacuum degree, silicon carbide can be deposited in the deposition process (S140) without the influence of impurities other than the reaction gas and the transport gas, so it is preferable. .

이러한 배기과정에서 상기의 소정의 진공도는 예를 들어 10 Torr 일 수 있다. 챔버 내부를 진공상태인 10Torr 이하로 만들기 위해 펌핑 작업을 진행하여 탄화규소 모재 주변의 유체를 배기시켜준 후 증착과정으로 진행된다.In this exhaust process, the predetermined degree of vacuum may be, for example, 10 Torr. To make the inside of the chamber less than 10 Torr, which is a vacuum state, pumping is performed to exhaust the fluid around the silicon carbide base material, and then the deposition process proceeds.

배기과정에서 진공분위기를 형성줌으로써 증착과정(S140)에서 탄화규소층을 증착시킬 때 질소의 영향을 억제시킬 수 있다. 탄화규소층을 증착시킬 때 챔버 내의 질소는 탄화규소층의 비저항을 감소시키는 요인이 된다. By forming a vacuum atmosphere in the exhaust process, it is possible to suppress the effect of nitrogen when the silicon carbide layer is deposited in the deposition process ( S140 ). When the silicon carbide layer is deposited, nitrogen in the chamber is a factor that reduces the resistivity of the silicon carbide layer.

따라서, 챔버 내에서 질소의 분압을 최대한 낮춤으로써 증착과정(S140)에서 증착되는 탄화규소층이 질소의 영향을 받는 것을 억제시키는 것이 바람직하다. 따라서, 증착과정(S140) 전에 배기과정에서 진공분위기를 형성시켜주고, 증착과정(S140)에서 단원자분자를 이송가스로 이용하므로 증착과정(S140)에서 질소의 분압을 대폭 감축시킬 수 있으며 질소로 인한 비저항감소를 억제시킬 수 있다.Therefore, it is preferable to suppress the influence of nitrogen on the silicon carbide layer deposited in the deposition process ( S140 ) by lowering the partial pressure of nitrogen as much as possible in the chamber. Therefore, since a vacuum atmosphere is formed in the exhaust process before the deposition process (S140), and monoatomic molecules are used as a transport gas in the deposition process (S140), the partial pressure of nitrogen can be greatly reduced in the deposition process (S140) and converted to nitrogen. It is possible to suppress the decrease in resistivity caused by

증착과정(S140)은 단원자분자를 이송가스로 하여 수소와 알킬실란을 포함하는 반응가스를 상기 챔버 내에 주입하여 베이스부에 기준치보다 높은 비저항값을 갖는 탄화규소층을 증착시키는 과정이다.The deposition process (S140) is a process of depositing a silicon carbide layer having a specific resistance higher than a reference value on the base portion by injecting a reaction gas containing hydrogen and alkylsilane into the chamber using monoatomic molecules as a transport gas.

여기서 앞서 언급한 바와 같이 탄화규소 또는 그라파이트로 이루어진 베이스부로서, 탄화규소 모재 또는 그라파이트 지그가 가능하다.Here, as the base part made of silicon carbide or graphite as mentioned above, a silicon carbide base material or a graphite jig is possible.

이러한 증착과정(S140)은 상압 화학적 기상 증착법으로 수행될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 배기과정(S130)에서 챔버 내에 소정의 진공도로 진공분위기를 형성시킨 상태이고, 단원자분자를 이송가스로 하여 수소와 알킬실란을 반응가스로 주입하여 상압에서 증착이 이루어지기 때문에 질소의 분압은 무시가능한 수준으로 억제된다. 따라서, 질소로 인한 탄화수소층의 비저항감소가 억제되어 높은 비저항값을 갖는 탄화수소층이 증착될 수 있다. This deposition process ( S140 ) may be performed by atmospheric pressure chemical vapor deposition. As mentioned above, in the evacuation process (S130), a vacuum atmosphere is formed in the chamber at a predetermined degree of vacuum, and hydrogen and alkylsilane are injected as reaction gases using monoatomic molecules as transport gases, so that deposition is performed at atmospheric pressure. Therefore, the partial pressure of nitrogen is suppressed to a negligible level. Accordingly, a decrease in resistivity of the hydrocarbon layer due to nitrogen is suppressed, so that a hydrocarbon layer having a high resistivity can be deposited.

증착과정(S140)은, 섭씨 1300 도 내지 1400 도의 온도에서 진행되는 것이 바람직하다. 좀 더 바람직하게는 섭씨 1340도 내지 섭씨 1390도 사이의 온도에서 진행될 수 있다. The deposition process (S140) is preferably performed at a temperature of 1300 degrees Celsius to 1400 degrees Celsius. More preferably, the process may be performed at a temperature between 1340 degrees Celsius and 1390 degrees Celsius.

아울러 탄화규소층의 증착은 0.03 ~ 0.20 mm/h 의 증착속도로 진행시킬 수 있다. 증착속도는 설비 및 공정조건에 따라서 변동될 수 있으나 대체로 시간당 증착되는 탄화규소층의 두께는 0.03 ~ 0.20 mm/h 로서 좀 더 바람직하게는 0.05 ~ 0.15mm/Hr 의 증착속도로 증착되며 5mm 두께로 증착시키기 위해서는 33 ~ 100시간 정도의 증착시간이 소요된다. 이처럼, 증착시키고자 하는 탄화규소층의 두께에 도달하기까지 걸리는 시간이 종래에 비해 단축될 수 있다. In addition, the deposition of the silicon carbide layer may proceed at a deposition rate of 0.03 to 0.20 mm/h. The deposition rate may vary depending on equipment and process conditions, but in general, the thickness of the silicon carbide layer deposited per hour is 0.03 to 0.20 mm/h, more preferably 0.05 to 0.15 mm/Hr, and deposited to a thickness of 5 mm. It takes about 33 to 100 hours of deposition time. In this way, the time it takes to reach the thickness of the silicon carbide layer to be deposited can be shortened compared to the prior art.

그리고 열처리과정(S120)과 상기 증착과정(S140)이 챔버 내에서 인시츄(in-situ)로 연속하여 진행되는 것이 바람직하다. 열처리과정(S120)과 상기 증착과정(S140)이 챔버 내에서 인시츄(in-situ)로 연속하여 진행되면 인시츄로 진행되지 않는 경우에 비하여 공정시간이 단축되므로 바람직하다. In addition, it is preferable that the heat treatment process (S120) and the deposition process (S140) are continuously performed in-situ in the chamber. When the heat treatment process (S120) and the deposition process (S140) are continuously performed in-situ in the chamber, it is preferable because the process time is shortened compared to the case where the heat treatment process (S120) and the deposition process (S140) are not performed in-situ.

다음의 표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법에서 각 실시 예에서의 증착조건과 그에 따라 재생된 고저항 탄화규소 부품의 특성을 비교할 수 있도록 나타낸 표이다. 베이스부로서 탄화규소 모재가 사용되었다.The following Table 1 is a table showing the characteristics of the high-resistance silicon carbide part regenerated according to the deposition conditions in each embodiment in the method for forming the high-resistance silicon carbide part according to the embodiment of the present invention. A silicon carbide base material was used as the base part.

조건Condition α = QH2/QMTS α = Q H2 /Q MTS MTSMTS H2
(SLM)
H 2
(SLM)
Ar
(SLM)
Ar
(SLM)
N2
(SLM)
N 2
(SLM)
증착온도
(℃)
deposition temperature
(℃)
비저항
(Ωㅇcm)
resistivity
(Ωㅇcm)
결정조직
(지름x길이)
crystal structure
(diameter x length)
꺾임강도(MPa)Bending strength (MPa)
실시예1Example 1 7.7%7.7% 2626 200200 00 0.50.5 14501450 1~51-5 고밀집구조
(3x10um)
high density structure
(3x10um)
440440
실시예2Example 2 7.7%7.7% 2626 200200 1One 00 14501450 50~12050-120 저밀집구조 (3x20um)Low density structure (3x20um) 270270 실시예3Example 3 8.0%8.0% 2424 190190 1One 00 14101410 140~750140-750 240240 실시예4Example 4 7.5%7.5% 2020 150150 0.50.5 00 14001400 280~650280~650 280280 실시예5Example 5 8.5%8.5% 2020 170170 0.50.5 00 13801380 420~1220420-1220 고밀집구조
(3x10um)
high density structure
(3x10um)
340340
실시예6Example 6 10.6%10.6% 1616 170170 0.30.3 00 13501350 480~2750480-2750 420420 실시예7Example 7 9.4%9.4% 1616 150150 0.250.25 00 13901390 490-1650490-1650 470470

표 1에서의 실시 예1에 따르면, 일반적인 비저항값을 갖춘 탄화규소층이 형성된다. 실시 예2, 실시 예3 및 실시 예4는 증착온도가 섭씨 1400도 이상이고 수소와 메틸트리클로로실란의 부피유량비율 α이 8% 미만인 조건하에서 탄화규소층을 형성시킨 예이다. 결정조직의 밀집도와 꺾임강도는 높게 나타나지만, 질소의 영향으로 인하여 상대적으로 낮은 비저항의 값을 나타내고 있다.According to Example 1 in Table 1, a silicon carbide layer having a general resistivity value is formed. Examples 2, 3, and 4 are examples of forming the silicon carbide layer under the condition that the deposition temperature is 1400 degrees Celsius or more and the volume flow rate ratio α of hydrogen and methyltrichlorosilane is less than 8%. Although the density of the crystal structure and the bending strength are high, the specific resistance is relatively low due to the effect of nitrogen.

실시 예2, 실시 예3 및 실시 예4에서는 탄화규소층에 형성되는 침상의 결정조직이 상대적으로 크게 형성되며, 아울러 결정조직의 치밀함 즉, 밀집도가 낮아지게 형성된다. 따라서, 꺾임강도가 300MPa을 초과하지 못하며, 높은 비저항값을 평균적으로 갖추는데 한계가 있다. In Examples 2, 3, and 4, the needle-like crystal structure formed in the silicon carbide layer is formed to be relatively large, and the density of the crystal structure is formed to be low, that is, the density. Therefore, the bending strength does not exceed 300 MPa, and there is a limit to having a high specific resistance value on average.

본 발명에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 따르는 표 1의 실시 예5 내지 실시 예7에서는 챔버 내 질소의 분압은 오차 범위 내에서 사실상 0으로서 무시가능한 수준이고, 수소와 메틸트리클로로실란의 부피유량비율 α는 8% 내지 12% 이고, 알킬실란과 상기 단원자분자 사이의 SLM(standard liter per min)비율이 35 : 1 내지 60 : 1 의 비율이며, 섭씨 1340도 내지 섭씨 1390도 사이의 증착온도에서 탄화규소 부품을 형성시킨 예를 나타내고 있다. In Examples 5 to 7 of Table 1 according to the method for forming a high-resistance silicon carbide part according to the present invention, the partial pressure of nitrogen in the chamber is virtually 0 within the error range, and is a negligible level, and the volume of hydrogen and methyltrichlorosilane The flow rate ratio α is 8% to 12%, the standard liter per min (SLM) ratio between the alkylsilane and the monoatomic molecule is 35:1 to 60:1, and deposition between 1340 degrees Celsius and 1390 degrees Celsius An example in which a silicon carbide part was formed at a temperature is shown.

표 1의 실시 예5 내지 실시 예7에서 나타낸 바와 같이, 비저항값이 고저항이라고 볼 수 있는 기준치인 400 Ωㆍcm를 초과하는 비저항값을 갖추게 된다. 즉, 400 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 비저항값을 갖는다. 아울러 탄화규소층에 형성되는 침상의 결정조직이 밀집된 형태를 형성시키게 된다. 즉, 증착과정(S140)에서 증착되는 상기 탄화규소층에서 결정조직의 크기가 상기 탄화규소 모재의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성된다. As shown in Examples 5 to 7 of Table 1, the specific resistance value has a specific resistance value exceeding 400 Ω·cm, which is a reference value that can be regarded as a high resistance. That is, it has a specific resistance value between 400 and 3000 Ω·cm. In addition, the needle-like crystal structure formed on the silicon carbide layer forms a dense form. That is, the size of the crystal structure of the silicon carbide layer deposited in the deposition process (S140) is formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material.

침상의 결정조직이 탄화규소 모재의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성됨에 따라 높은 밀집도를 나타내며, 꺾임강도가 300MPa 이상으로 증가된다. 이와 같이 고저항의 탄화규소 부품을 얻을 수 있는 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법의 증착과정(S140)에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다. As the needle-like crystal structure is formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material, it shows high density and the bending strength is increased to 300 MPa or more. In this way, the deposition process (S140) of the method for forming a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention capable of obtaining a high-resistance silicon carbide component will be described in more detail.

표 1에서 참조되는 바와 같이, 증착과정(S140)에서 반응가스에 포함된 수소와 알킬실란의 부피유량비율은 8% 내지 12% 인 것이 바람직하다. 그리고, 증착과정(S140)에서 주입되는 알킬실란과 상기 단원자분자 사이의 SLM(standard liter per min)비율이 35 : 1 내지 60 : 1 의 비율인 것이 바람직하다. As shown in Table 1, the volume flow rate ratio of hydrogen and alkylsilane contained in the reaction gas in the deposition process (S140) is preferably 8% to 12%. In addition, it is preferable that a standard liter per min (SLM) ratio between the alkylsilane injected in the deposition process ( S140 ) and the monoatomic molecules is 35:1 to 60:1.

여기서, 상기 알킬실란은 메틸트리클로로실란(MethylTrichloroSilane ; MTS)이고, 상기 단원자분자는 아르곤인 것이 바람직하다. 수소와 메틸트리클로로실란 가스량의 부피유량비율은 CVD 탄화규소층의 고저항 형성에서 중요하다. 부피유량비율 α는 α = QH2/QMTS 이며, 부피유량비율 α의 값이 낮을 경우 증착속도는 빠르지만, 비저항값을 증가시키기가 어려우며, 기계적 특성이 저하된다. Here, it is preferable that the alkylsilane is methyltrichlorosilane (MTS), and the monoatomic molecule is argon. The volume flow rate ratio of hydrogen and methyltrichlorosilane gas is important in forming a high resistance of the CVD silicon carbide layer. The volume flow rate ratio α is α = Q H2 /Q MTS , and when the volume flow rate ratio α is low, the deposition rate is fast, but it is difficult to increase the resistivity value and the mechanical properties are deteriorated.

본 발명의 실시 예에서 알 수 있는 바와 같이 수소와 메틸트리클로로실란의 부피유량비율 α는 8% 내지 12% 인 것이 바람직하며, 좀 더 바람직하게는 8.5% 내지 10.6 % 의 범위 내에 해당되는 것 바람직하다.As can be seen from the examples of the present invention, the volume flow rate α of hydrogen and methyltrichlorosilane is preferably 8% to 12%, more preferably within the range of 8.5% to 10.6% do.

이와 같이 수소와 메틸트리클로로실란의 부피유량비율 α가 8% 내지 12% 이거나 좀 더 바람직하게는 8.5% 내지 10.6 % 의 범위 내에 속하는 조건에서 고저항 즉, 높은 비저항값을 갖춘 탄화수소층이 증착될 수 있다. As such, under the condition that the volume flow rate ratio α of hydrogen and methyltrichlorosilane is within the range of 8% to 12% or more preferably 8.5% to 10.6%, a hydrocarbon layer having a high resistance, that is, a high specific resistance value, is deposited. can

여기서 고저항 즉 높은 비저항은 저항값이 기준치인 400 Ωㆍcm 이상인 것을 말하며, 좀 더 구체적으로는 비저항값이 400 Ωㆍcm 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 것이 바람직하다.Here, high resistance, that is, high specific resistance, refers to a resistance value of 400 Ω·cm or more, which is a reference value, and more specifically, it is preferable that a specific resistance value falls between 400 Ω·cm and 3000 Ω·cm.

앞서 언급한 바와 같이 이송가스로는 단원자분자가스를 이용하는 것이 바람직하며, 좀 더 바람직하게는 아르곤(Ar)을 이송가스로 이용하는 것이 바람직하다. 너무 많은 아르곤의 양은 탄화규소 부품의 높은 비저항값 구현이 어려우며, 탄화규소층에서 형성되는 침상의 결정조직에도 좋지 않은 영향을 미치게 되어 꺾임강도가 저하될 수 있다. 따라서 이송가스로서 아르곤을 소량 이용하는 것이 바람직하다. As mentioned above, it is preferable to use a monoatomic molecular gas as the transport gas, and more preferably use argon (Ar) as the transport gas. Too much argon makes it difficult to implement a high resistivity value of the silicon carbide component, and may adversely affect the needle-like crystalline structure formed in the silicon carbide layer, thereby reducing bending strength. Therefore, it is preferable to use a small amount of argon as the transport gas.

따라서, 위의 표 1에 나타낸 증착조건과 특성에서 알 수 있는 바와 같이, 메틸트리클로로실란과 아르곤 사이의 SLM(standard liter per min)의 비율이 35 : 1 내지 60 : 1 의 비율인 것이 바람직하다. 이와 같이, 앞서 설명한 증착조건과 함께 메틸트리클로로실란과 아르곤 사이의 SLM 비율이 35 : 1 내지 60 : 1 사이에 해당되면 높은 비저항값을 갖추면서 내구성과 꺾임강도가 증가된 고저항 탄화규소 부품을 얻을 수 있게 된다. Therefore, as can be seen from the deposition conditions and characteristics shown in Table 1 above, it is preferable that the ratio of SLM (standard liter per min) between methyltrichlorosilane and argon is 35:1 to 60:1. . In this way, when the SLM ratio between methyltrichlorosilane and argon is between 35:1 and 60:1 together with the deposition conditions described above, high-resistance silicon carbide parts with high specific resistance and increased durability and bending strength are manufactured. be able to get

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 형성방법에 따라 베이스부에 탄화규소층이 증착되어 형성된 고저항 탄화규소 부품을 개략적으로 나타낸 부분단면도이다.2 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a high-resistance silicon carbide component formed by depositing a silicon carbide layer on a base according to a method for forming a high-resistance silicon carbide according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 참조되는 바와 같이 이상에서의 준비과정(S110) 내지 증착과정(S140)을 통해 베이스부(110)의 표면상에 탄화규소층(120)이 증착되어 고저항 탄화규소 부품을 얻을 수 있다. 다만, 앞서 언급한 바와 같이, 베이스부(110)가 그라파이트 지그인 경우에는 열처리과정이 생략될 수 있다. 그리고 필요에 따라서는 증착과정(S140) 후에 고저항 탄화규소층(120)으로부터 탄화규소 또는 그라파이트로 이루어진 베이스부(110)를 제거시켜주는 것 또한 충분히 가능하다.As shown in FIG. 2 , the silicon carbide layer 120 is deposited on the surface of the base 110 through the above preparation process ( S110 ) to the deposition process ( S140 ) to obtain a high-resistance silicon carbide component. . However, as mentioned above, when the base part 110 is a graphite jig, the heat treatment process may be omitted. And if necessary, it is also sufficiently possible to remove the base portion 110 made of silicon carbide or graphite from the high-resistance silicon carbide layer 120 after the deposition process (S140).

여기서, 도 3 및 도 4를 더 참조하여 설명을 이어가기로 한다. Here, the description will be continued with further reference to FIGS. 3 and 4 .

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소부품 형성방법으로서 표 1의 실시 예 7에서 얻어진 탄화규소층 부분을 개략적으로 나타낸 SEM 이미지이고, 도 4는 종래의 일반적인 조건의 실시 예에 따른 것으로서, 표 1에서의 실시 예5에서 얻어진 탄화규소 부품의 탄화규소층 부분을 개략적으로 나타낸 SEM 이미지이다. 3 is a SEM image schematically showing a portion of a silicon carbide layer obtained in Example 7 of Table 1 as a method for forming a high resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a conventional general condition according to an embodiment of the present invention. As that, it is a SEM image schematically showing the silicon carbide layer portion of the silicon carbide component obtained in Example 5 in Table 1.

탄화규소층(120)의 밀집형태는 CVD 탄화규소 침상의 결정조직의 크기 및 밀집도로 구분할 수 있다. 도 4에서 참조되는 바와 같이 밀집도가 낮은 구조는 침상의 결정조직의 종횡비가 크게 나타나며 조직이 밀집된 정도가 낮지만, 도 3에서 참조되는 바와 같이 밀집도가 높은 구조는 침상의 결정조직의 종횡비가 작으며, 전체적인 면적에서 침상의 결정조직이 밀집하여 분포되는 것을 알 수 있다. The dense form of the silicon carbide layer 120 can be divided into the size and density of the CVD silicon carbide needle-like crystal structure. As shown in FIG. 4 , the low density structure has a large needle-like crystalline structure and a low degree of tissue density. As shown in FIG. 3 , the high density structure has a small needle-like crystal structure, , it can be seen that the needle-like crystal structure is densely distributed over the entire area.

즉, 도 3에서 참조되는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 고저항 탄화규소층에서 형성된 침상의 결정조직이 도 4에 나타낸 종래의 일반적인 조건의 실시 예에 따른 탄화규소 부품의 탄화규소층에 형성된 침상의 결정조직에 비하여 높은 밀집도로 밀집되어 형성되어 있음을 알 수 있다. 또한, 도 3에서 참조되는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 증착된 탄화규소층에서 형성된 침상의 결정조직의 종횡비가 1:1.5 내지 1:5 사이에 해당하는 것을 알 수 있다. That is, as shown in FIG. 3, the needle-like crystal structure formed in the high-resistance silicon carbide layer formed according to the embodiment of the present invention is in the silicon carbide layer of the silicon carbide component according to the embodiment of the conventional general condition shown in FIG. It can be seen that it is densely formed compared to the formed needle-like crystal structure. In addition, as shown in FIG. 3 , it can be seen that the aspect ratio of the needle-shaped crystal structure formed in the silicon carbide layer deposited according to the embodiment of the present invention corresponds to between 1:1.5 and 1:5.

그리고 탄화규소층(120)에서 단위면적당 상기 침상의 결정조직의 분포비율이 75% 이상인 것이 바람직하다. 이처럼 침상의 결정조직이 높은 밀집도로 형성된 고저항 탄화규소 부품(100)은 300MPa 이상의 꺾임강도를 나타내며, 좀 더 구체적으로는 340MPa 내지 470MPa 의 높은 꺾임강도를 나타낸다. And it is preferable that the distribution ratio of the needle-shaped crystal structure per unit area in the silicon carbide layer 120 is 75% or more. As such, the high-resistance silicon carbide component 100 formed with a high density of needle-like crystal structure exhibits a bending strength of 300 MPa or more, and more specifically, a high bending strength of 340 MPa to 470 MPa.

반면에 종래의 일반적인 조건의 실시 예에 따라 증착된 탄화규소층에서의 침상의 결정조직은 종횡비가 1:7 이상으로 나타나고 있으며, 침상의 결정조직의 평균적인 크기가 지름이 3마이크로미터이고 길이가 20마이크로미터의 크기를 나타낸다. 그리고 침상의 결정조직의 밀집도가 도 3에서 참조되는 본 발명의 실시 예에 따라 증착된 탄화규소층(120)에서의 침상의 결정조직에 비하여 현저히 낮은 것을 알 수 있으며, 단위면적당 침상의 결정조직의 분포비율이 60% 이하인 분포를 나타낸다. 그리고 이와 같이 낮은 밀집도로 침상의 결정조직이 형성된 CVD 탄화규소는 280MPa 이하의 낮은 꺾임강도의 특성을 나타낸다. On the other hand, the needle-like crystal structure in the silicon carbide layer deposited according to an embodiment of the conventional general condition has an aspect ratio of 1:7 or more, and the average size of the needle-like crystal structure is 3 micrometers in diameter and a length Represents a size of 20 micrometers. And it can be seen that the density of the needle-like crystal structure is significantly lower than that of the needle-like crystal structure in the silicon carbide layer 120 deposited according to the embodiment of the present invention referenced in FIG. 3 , and that of the needle-like crystal structure per unit area It indicates a distribution with a distribution ratio of 60% or less. And, CVD silicon carbide, in which needle-like crystal structure is formed with such a low density, exhibits a characteristic of low bending strength of 280 MPa or less.

이와 같이 증착과정(S140)에서 탄화규소 모재 또는 그라파이트 지그와 같은 베이스부(110)에 증착되는 상기 탄화규소층(120)은, 결정조직의 종횡비가 1:1.5 내지 1:5 사이에 해당하는 침상(針狀)의 결정조직을 갖춘 것이 바람직하다. 여기서, 상기 결정조직의 너비가 2 마이크로미터 내지 4 마이크로미터 사이에 해당되며, 더욱 바람직하게는 약 3마이크로미터의 크기를 갖춘다.As described above, in the deposition process (S140), the silicon carbide layer 120 deposited on the base part 110, such as a silicon carbide base material or a graphite jig, has a needle-like aspect ratio of 1:1.5 to 1:5. It is desirable to have a crystal structure of (針狀). Here, the width of the crystal structure corresponds to between 2 micrometers and 4 micrometers, and more preferably has a size of about 3 micrometers.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 따라 고저항 탄화규소 부품을 얻을 수 있다.A high-resistance silicon carbide component can be obtained according to the method for forming a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention as described above.

아울러, 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소부품 형성방법은 각 과정의 진행순서는 특정순서에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 과정의 진행순서를 달리하거나 반복하여 실행가능하다. In addition, in the method for forming a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention as described above, the sequence of each process is not limited to a specific sequence, and the sequence of each process is changed or repeated as needed. It is possible.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품(100)은, 베이스부에 증착되어 결정조직의 종횡비가 1:1.15 내지 1:5 사이에 해당되는 침상(針狀)의 결정조직을 갖추고 기준치보다 높은 비저항값을 갖는 탄화규소층;을 포함한다. 이러한 고저항 탄화규소 부품(100)은 앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 의해 얻어질 수 있다. 여기서 베이스부(110)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 탄화규소 모재 또는 그라파이트 지그가 가능하며, 베이스부는 필요에 따라 탄화규소층으로부터 제거될 수 있다. 2, the high-resistance silicon carbide component 100 according to the embodiment of the present invention is deposited on the base portion and has a needle-like aspect ratio of 1:1.15 to 1:5. and a silicon carbide layer having a crystalline structure and having a resistivity higher than a reference value. Such a high-resistance silicon carbide component 100 can be obtained by the high-resistance silicon carbide component forming method according to the embodiment of the present invention as described above. Here, the base part 110 may be the silicon carbide base material or the graphite jig as mentioned above, and the base part may be removed from the silicon carbide layer if necessary.

즉, 고저항 탄화규소 부품(100)은, 비저항값이 고저항이라고 볼 수 있는 기준치인 400 Ωㆍcm를 초과하는 비저항값을 갖추게 된다. 바람직하게는 400 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 비저항값을 갖는다. 아울러 탄화규소층(120)에 형성되는 침상의 결정조직이 밀집된 형태를 형성시키게 된다. That is, the high-resistance silicon carbide component 100 has a specific resistance value exceeding 400 Ω·cm, which is a reference value for which the specific resistance value can be regarded as high resistance. Preferably, it has a specific resistance value between 400 and 3000 Ω·cm. In addition, the needle-like crystal structure formed on the silicon carbide layer 120 forms a dense form.

앞서 언급한 바와 같이, 베이스부가 탄화규소 모재인 경우, 상기 탄화규소층(120)에서 결정조직의 크기가 상기 탄화규소 모재(110)의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성된다. 침상의 결정조직이 탄화규소 모재의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성됨에 따라 높은 밀집도를 나타내며, 꺾임강도가 300MPa 이상으로 증가된다. 또한 비저항값도 높게 나타난다.As mentioned above, when the base portion is a silicon carbide base material, the size of the crystal structure in the silicon carbide layer 120 is formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material 110 . As the needle-like crystal structure is formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material, it shows high density and the bending strength is increased to 300 MPa or more. In addition, the specific resistance value is also high.

이러한, 고저항 탄화규소 부품(100)은 앞서 설명한 바와 같이 상기 탄화규소층(120)에서 단위면적당 상기 침상의 결정조직의 분포비율이 75% 이상인 것이 바람직하다. 단위면적당 침상의 결정조직의 분포비율이 80%이상이면 더욱 바람직하다. 또한, 고저항 탄화규소 부품(100)의 상기 탄화규소층(120)은 300 MPa 내지 500MPa 사이의 꺾임강도를 갖춘 것이 바람직하다. 이러한 고저항 탄화규소 부품(100)의 상기 탄화규소층(120)은 앞서 설명한 바와 같이, 400 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 비저항값을 갖는다. As described above, in the high-resistance silicon carbide component 100 , the distribution ratio of the needle-shaped crystal structure per unit area in the silicon carbide layer 120 is preferably 75% or more. It is more preferable if the distribution ratio of the needle-like crystal structure per unit area is 80% or more. In addition, it is preferable that the silicon carbide layer 120 of the high-resistance silicon carbide component 100 has a bending strength between 300 MPa and 500 MPa. As described above, the silicon carbide layer 120 of the high-resistance silicon carbide component 100 has a specific resistance value of 400 to 3000 Ω·cm.

또한 고저항 탄화규소 부품(100)의 상기 탄화규소층(120)에서 침상의 결정조직의 너비가 2 마이크로미터 내지 4 마이크로미터 사이에 해당되는 것이 바람직하다. 침상의 결정조직의 길이는 10마이크로미터 이내인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the width of the needle-shaped crystal structure in the silicon carbide layer 120 of the high resistance silicon carbide component 100 corresponds to between 2 micrometers and 4 micrometers. The length of the needle-like crystal structure is preferably within 10 micrometers.

이처럼 탄화규소층(120)에서 침상의 결정조직의 크기가 작게 형성되면 꺾임강도와 밀집도가 증가되며, 높은 비저항값을 갖게 되므로 바람직하다.As such, when the size of the needle-like crystal structure is formed small in the silicon carbide layer 120, bending strength and density are increased, and it is preferable because it has a high resistivity value.

또는, 상기 탄화규소층(120)의 결정조직의 크기가 상기 탄화규소 모재(110)의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성된 것이 바람직하다고 할 수 있다. 달리 표현하자면 탄화규소층(120)의 그레인(grain)의 크기가 탄화규소 모재(110)의 그레인의 크기에 비하여 작게 형성된 것이 바람직하다고 할 수도 있다. 상기 탄화규소층(120)의 결정조직의 크기가 상기 탄화규소 모재(110)의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성됨에 따라 내구성과 증착속도가 증대될 수 있다.Alternatively, it can be said that the size of the crystal structure of the silicon carbide layer 120 is preferably formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material 110 . In other words, it may be said that the size of the grains of the silicon carbide layer 120 is preferably formed smaller than the size of the grains of the silicon carbide base material 110 . As the size of the crystal structure of the silicon carbide layer 120 is formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material 110 , durability and deposition rate may be increased.

탄화규소층(120)의 결정조직의 크기가 탄화규소 모재(110)의 결정조직의 크기에 비하여 작게 형성됨에 따라 탄화규소층(120)에서 결정조직이 탄화규소 모재(100)의 결정조직에 비하여 상대적으로 높은 밀집도를 나타내게 되며, 앞서 언급한 바와 같이 비저항이 증가되고, 꺾임강도가 증대된다.As the size of the crystal structure of the silicon carbide layer 120 is formed smaller than the size of the crystal structure of the silicon carbide base material 110, the crystal structure in the silicon carbide layer 120 is compared to the crystal structure of the silicon carbide base material 100. It shows a relatively high density, and as mentioned above, the specific resistance is increased and the bending strength is increased.

탄화규소층(120)의 결정조직의 크기 또는 그레인의 크기가 탄화규소 모재(110)의 결정조직의 크기 또는 그레인의 크기에 비해 크게 형성되면 높은 비저항값을 갖추더라도 내구성이나 내플라즈마성이 저하되는 문제점이 발생된다. 하지만, 본 발명의 고저항 탄화규소 부품 형성방법과 고저항 탄화규소 부품에 따르면, 앞서 설명한 바와 같이 탄화규소 부품(100)이 높은 비저항값을 갖추면서 결정조직의 크기가 작고 높은 밀집도를 갖추고 있으므로 내구성과 내플라즈마성 그리고 꺾임강도가 증대된다.When the size of the crystal structure or the grain size of the silicon carbide layer 120 is formed larger than the size of the crystal structure or the grain size of the silicon carbide base material 110, durability or plasma resistance is lowered even with a high specific resistance value. A problem arises. However, according to the high-resistance silicon carbide component forming method and high-resistance silicon carbide component of the present invention, the silicon carbide component 100 has a high specific resistance value while having a small crystal structure and high density, so durability and plasma resistance and bending strength are increased.

참고로, 탄화규소 모재를 챔버 내로 배치시키는 준비과정(S110) 을 진행하기 전에 손상된 탄화규소 모재의 표면상태를 검사하여 기계적 세정 및 화학적 세정을 하는 과정을 진행할 수도 있다. 기계적 세정은 MCT(Machining Center), 로타리 연삭기, 평면 연삭기 등의 기계적 가공 장비를 이용하여 탄화규소 모재의 윗면 및 측면의 표면을 0.2mm 내지 1mm 가공하여 이물질 등을 제거할 수 있다. For reference, before proceeding with the preparation process (S110) of disposing the silicon carbide base material into the chamber, the process of mechanical cleaning and chemical cleaning may be performed by examining the surface state of the damaged silicon carbide base material. Mechanical cleaning can remove foreign substances by processing 0.2 mm to 1 mm of the upper and side surfaces of the silicon carbide base material using mechanical processing equipment such as a machining center (MCT), a rotary grinder, and a plane grinder.

화학적 세정은 황산, 불산, 질산 또는 염과 같은 산용액이 담긴 수조에 탄화규소 모재를 넣어 수분 내지 수시간동안 담가 표면의 이물질 및 금속 등을 사전에 제거시킬 수 있다. 화학적 세정에는 오존 또는 불산을 이용한 세정법 및 RCA(Radio Corporation of America)세정법이 있다. 오존 또는 불산을 이용한 세정법은 베스(bath)에 수용된 오존 또는 불산에 탄화규소 모재를 10초 내지 1분간 침지시키는 방법이다. 오존은 과산화수소보다 더 강한 산화제로서 과산화수소와 동일한 역할을 하며, 분해될 때 해로운 반응물을 생성하지 않으므로 바람직하다. 불산은 탄화규소 모재의 표면의 산화막을 제거할 수 있으며, 산화막을 제거하는 과정에서 미세입자와 금속 오염물도 동시에 제거할 수 있으므로 효율적이다. Chemical cleaning can remove foreign substances and metals from the surface in advance by putting the silicon carbide base material in a water bath containing an acid solution such as sulfuric acid, hydrofluoric acid, nitric acid or salt and soaking it for several minutes to several hours. Chemical cleaning includes a cleaning method using ozone or hydrofluoric acid and a RCA (Radio Corporation of America) cleaning method. The cleaning method using ozone or hydrofluoric acid is a method of immersing the silicon carbide base material in ozone or hydrofluoric acid contained in a bath for 10 seconds to 1 minute. Ozone is preferred because it acts the same as hydrogen peroxide as a stronger oxidizing agent than hydrogen peroxide and does not form harmful reactants when decomposed. Hydrofluoric acid is effective because it can remove the oxide film on the surface of the silicon carbide base material, and it can also remove fine particles and metal contaminants at the same time in the process of removing the oxide film.

또한 화학적 기상 증착법에 의해 탄화규소층을 증착한 후 코팅된 탄화규소 층의 두께를 측정한 후, 일정한 두께만큼 기계적 연마작업을 하여 두께에 대한 규격을 만족시키기고 최후 세정을 진행하여 출하하는 공정이 추가적으로 포함될 수 있다. In addition, after depositing a silicon carbide layer by chemical vapor deposition, measuring the thickness of the coated silicon carbide layer, mechanical polishing is performed to a certain thickness to satisfy the standard for thickness, and final cleaning is carried out to ship. may additionally be included.

본 발명에서 베이스부로서 이용된 탄화규소 모재는 앞서 설명한 바와 같은 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 의해 재생된 고저항 탄화규소 부품일 수도 있다. 또한 고저항 탄화규소 부품은 플라즈마 처리장치에서 웨이퍼 가장자리에 제공되는 포커스 링일 수도 있다.The silicon carbide base material used as the base portion in the present invention may be a high-resistance silicon carbide component regenerated by the method for forming a high-resistance silicon carbide component as described above. The high-resistance silicon carbide component may also be a focus ring provided at the edge of the wafer in a plasma processing apparatus.

반도체 제조공정 중에 사용되는 플라즈마 처리장치는 기체상의 식각가스를 챔버 내에 주입시키고 이온화하고, 이온화된 가스를 웨이퍼의 표면층으로 가속시켜서 웨이퍼표면층을 화학적으로 제거한다. 플라즈마 처리장치에서 사용되는 실리콘 웨이퍼를 고정시켜주는 하부전극, 실리콘 웨이퍼의 가장자리 부분에 제공되는 포커스링, 실리콘 웨이퍼의 상부에 위치하는 상부전극 등은 탄화규소 재질로서 다른 세라믹 재료들에 비하여 기계적, 열적, 내화학적 물성이 우수하다. 하지만, 플라즈마 처리장치에서 웨이퍼의 표면층을 화학적으로 제거하는 과정 중 탄화규소의 재질로 된 탄화규소 부품도 손상이 되어 결국에는 오래 사용되지 못하고 폐기를 하였어야 하였으나 본 발명에서는 이와 같이 폐기되는 탄화규소 부품을 앞서 설명한 바와 같은 고저항 탄화규소 부품 형성방법을 통해 완성된 탄화규소 부품을 재사용할 수 있다. 특히 탄화규소 부품 중 실리콘 웨이퍼의 가장자리부분에 위치하여 웨이퍼를 고정시켜주는 역할을 하는 포커스링은 본 발명의 고저항 탄화규소 부품 형성방법으로 재생된 포커스 링일 수 있다. 포커스 링은 플라즈마가 형성되는 플라즈마 처리장치 내부에서 플라즈마의 확산을 방지하고 사각처리가 이루어지는 웨이퍼 주변에 플라즈마가 집중되도록 하는 역할을 할 수도 있다.A plasma processing apparatus used during a semiconductor manufacturing process injects and ionizes a gaseous etching gas into a chamber, and accelerates the ionized gas to the surface layer of the wafer to chemically remove the wafer surface layer. The lower electrode that fixes the silicon wafer used in the plasma processing apparatus, the focus ring provided at the edge of the silicon wafer, and the upper electrode positioned on the upper part of the silicon wafer are made of silicon carbide, which is more mechanically and thermally compared to other ceramic materials. , excellent chemical resistance. However, during the process of chemically removing the surface layer of the wafer in the plasma processing apparatus, the silicon carbide parts made of silicon carbide were also damaged, and in the end, they could not be used for a long time and had to be discarded. The completed silicon carbide part can be reused through the method for forming the high-resistance silicon carbide part as described above. In particular, among the silicon carbide components, the focus ring positioned at the edge of the silicon wafer and serving to fix the wafer may be a focus ring regenerated by the method of forming a high-resistance silicon carbide component of the present invention. The focus ring may serve to prevent the diffusion of plasma in the plasma processing apparatus where plasma is formed and to concentrate the plasma around the wafer on which the square processing is performed.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 고저항 탄화규소 부품 형성방법 및 고저항 탄화규소 부품에 따르면, 플라즈마 등에 의해 표면이 손상되어 재사용하기에는 문제가 있어 반도체공정에 사용되지 못하고 폐기되는 탄화규소 부품을 본 발명의 고저항 탄화규소 부품 형성방법을 통해 재사용할 수 있으므로 탄화규소 부품을 폐기하고 새로 구매하는데 소요되는 비용이 절감되고, 재생을 통하여 탄화규소 부품의 전체적인 사용주기가 확장되어 공정장비 관리의 편의성 증진에 도움이 된다는 장점이 있다. 또한, 베이스부로서 그라파이트 지그를 이용하는 경우에도 고저항 탄화규소 부품을 형성시킬 수 있다. As described above, according to the method for forming a high-resistance silicon carbide component and a high-resistance silicon carbide component according to an embodiment of the present invention, the silicon carbide cannot be used in a semiconductor process and is discarded because the surface is damaged by plasma, etc. Since parts can be reused through the method of forming high-resistance silicon carbide parts of the present invention, the cost of disposing of silicon carbide parts and purchasing new ones is reduced, and the overall use cycle of silicon carbide parts is extended through regeneration, so process equipment management It has the advantage of helping to increase the convenience of In addition, even when a graphite jig is used as the base portion, a high-resistance silicon carbide component can be formed.

또한, 본 발명의 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 따라 증착되는 탄화규소층의 전기적 특성은 높은 비저항의 특성을 나타내므로 높은 비저항을 갖는 탄화규소 부품이 요구되는 반도체 공정장비에 적용될 수 있으며, 증착되는 탄화규소층에서 형성되는 침상의 결정조직이 높은 밀집도를 이루므로 꺾임강도가 증대되며, 꺾임강도의 증대로 인하여 수명단축의 억제에 도움이 되는 장점 또한 있다. In addition, since the electrical properties of the silicon carbide layer deposited according to the method for forming high-resistance silicon carbide parts of the present invention exhibit high resistivity, it can be applied to semiconductor process equipment requiring silicon carbide parts having high resistivity, and the deposited Since the needle-like crystal structure formed in the silicon carbide layer achieves a high density, the bending strength is increased, and there is also an advantage that helps to suppress the shortening of the lifespan due to the increase in the bending strength.

뿐만 아니라, 본 발명의 고저항 탄화규소 부품 형성방법에 따라 증착되는 탄화규소층은 높은 증착속도 구현이 가능하므로 탄화규소 모재에 대하여 목표로 하는 탄화규소층의 증착두께를 증착시키는데 소요되는 시간이 대폭 감축될 수 있다. 따라서, 탄화규소 모재(110) 또는 그라파이트 지그와 같은 베이스부를 이용하여 좀 더 많은 수량의 고저항 탄화규소 부품 형성이 가능하기에 다량의 고저항 탄화규소 부품 생산이 가능하다. 따라서 고저항 탄화규소 부품 생산효율을 증진시키는데 도움이 된다는 장점 또한 있다.In addition, since the silicon carbide layer deposited according to the method of forming a high-resistance silicon carbide component of the present invention can realize a high deposition rate, the time required to deposit the target deposition thickness of the silicon carbide layer on the silicon carbide base material is significantly reduced. can be reduced Therefore, it is possible to produce a large amount of high-resistance silicon carbide parts because a larger number of high-resistance silicon carbide parts can be formed using the silicon carbide base material 110 or a base such as a graphite jig. Therefore, there is also an advantage of helping to improve the production efficiency of high-resistance silicon carbide parts.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and common knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Those having a will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100 : 탄화규소 부품 110 : 베이스부
120 : 탄화규소층
100: silicon carbide part 110: base part
120: silicon carbide layer

Claims (15)

베이스부를 챔버 내에 배치시키는 준비과정;
상기 챔버 내의 유체를 배기시키는 배기과정; 및
단원자분자를 이송가스로 하여 수소와 알킬실란을 포함하는 반응가스를 상기 챔버 내에 주입하여 탄화규소층을 증착시키는 증착과정;을 포함하는 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
a preparation process for placing the base part in the chamber;
an exhaust process for exhausting the fluid in the chamber; and
A method of forming a high-resistance silicon carbide component comprising: a deposition process of depositing a silicon carbide layer by injecting a reaction gas containing hydrogen and alkylsilane into the chamber using monoatomic molecules as a transport gas.
제 1항에 있어서,
상기 베이스부는 탄화규소 또는 그라파이트로 이루어진 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
The method of claim 1,
The method of forming a high-resistance silicon carbide component, wherein the base portion is made of silicon carbide or graphite.
제 1항에 있어서,
상기 증착과정에서 증착되는 상기 탄화규소층은,
결정조직의 종횡비가 1:1.5 내지 1:5 사이에 해당하는 침상(針狀)의 결정조직을 갖춘 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
The method of claim 1,
The silicon carbide layer deposited in the deposition process,
A method for forming a high-resistance silicon carbide part having a needle-like crystalline structure corresponding to an aspect ratio of a crystalline structure between 1:1.5 and 1:5.
제 1항에 있어서,
상기 증착과정에서 증착되는 상기 탄화규소층은,
400 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 비저항값을 갖는 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
The method of claim 1,
The silicon carbide layer deposited in the deposition process,
A method of forming a high-resistance silicon carbide component having a resistivity value corresponding to between 400 and 3000 Ω·cm.
제 1항에 있어서,
상기 증착과정은 상압 화학적 기상 증착법으로 수행되는 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
The method of claim 1,
The deposition process is a high-resistance silicon carbide component forming method performed by atmospheric pressure chemical vapor deposition.
제 1항에 있어서,
상기 증착과정은,
섭씨 1300 도 내지 1400 도의 온도에서 진행되는 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
The method of claim 1,
The deposition process is
A method of forming a high-resistance silicon carbide part proceeding at a temperature of 1300 degrees Celsius to 1400 degrees Celsius.
제 1항에 있어서,
상기 증착과정에서 탄화규소층의 증착은 0.03 내지 0.20 mm/h 의 증착속도로 진행되는 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
The method of claim 1,
In the deposition process, the deposition of the silicon carbide layer is a high-resistance silicon carbide component forming method that proceeds at a deposition rate of 0.03 to 0.20 mm/h.
제 1항에 있어서,
상기 증착과정에서 상기 반응가스에 포함된 수소와 알킬실란의 부피유량비율은 8% 내지 12% 인 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
The method of claim 1,
A method of forming a high-resistance silicon carbide component in which the volume flow ratio of hydrogen and alkylsilane contained in the reaction gas in the deposition process is 8% to 12%.
제 8항에 있어서,
상기 증착과정에서 주입되는 알킬실란과 상기 단원자분자 사이의 SLM(standard liter per min)비율이 35 : 1 내지 60 : 1 의 비율인 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
9. The method of claim 8,
A method of forming a high-resistance silicon carbide component in which a standard liter per min (SLM) ratio between the alkylsilane injected in the deposition process and the monoatomic molecules is 35: 1 to 60: 1.
제 9항에 있어서,
상기 알킬실란은 메틸트리클로로실란(MethylTrichloroSilane ; MTS)이고, 상기 단원자분자는 아르곤인 고저항 탄화규소 부품 형성방법.
10. The method of claim 9,
The alkylsilane is methyltrichlorosilane (MTS), and the monoatomic molecule is argon.
결정조직의 종횡비가 1:1.15 내지 1:5 사이에 해당되는 침상(針狀)의 결정조직을 갖는 탄화규소층;을 포함하는 고저항 탄화규소 부품.
A high-resistance silicon carbide component comprising a; a silicon carbide layer having a needle-like crystalline structure corresponding to an aspect ratio of a crystal structure between 1:1.15 and 1:5.
제 11항에 있어서,
상기 탄화규소층에서 단위면적당 상기 침상의 결정조직의 분포비율이 75% 이상인 고저항 탄화규소 부품.
12. The method of claim 11,
A high-resistance silicon carbide component in which the distribution ratio of the needle-like crystal structure per unit area in the silicon carbide layer is 75% or more.
제 11항에 있어서,
상기 탄화규소층은 300 MPa 내지 500MPa 사이의 꺾임강도를 갖춘 고저항 탄화규소 부품.
12. The method of claim 11,
The silicon carbide layer is a high-resistance silicon carbide component having a bending strength between 300 MPa to 500 MPa.
제 11항에 있어서,
상기 탄화규소층은 400 내지 3000 Ωㆍcm 사이에 해당되는 비저항값을 갖는 고저항 탄화규소 부품.
12. The method of claim 11,
The silicon carbide layer is a high-resistance silicon carbide component having a resistivity value corresponding to between 400 and 3000 Ω·cm.
제 11항에 있어서,
상기 탄화규소층의 상기 결정조직의 너비가 2 마이크로미터 내지 4 마이크로미터 사이에 해당되는 고저항 탄화규소 부품.
12. The method of claim 11,
A high-resistance silicon carbide component in which the width of the crystal structure of the silicon carbide layer is between 2 micrometers and 4 micrometers.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114890819A (en) * 2022-05-30 2022-08-12 无锡海飞凌半导体材料有限公司 Process for coating silicon carbide on ceramic surface
CN116803951A (en) * 2023-07-19 2023-09-26 北京亦盛精密半导体有限公司 High-purity high-resistivity silicon carbide workpiece and forming process thereof
CN116854477A (en) * 2023-07-04 2023-10-10 北京亦盛精密半导体有限公司 Silicon carbide ceramic with anisotropic resistivity, preparation method thereof and silicon carbide sheet product

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970008982A (en) * 1995-07-15 1997-02-24 유기범 How to automatically block calls on your cordless phone
JPH09227140A (en) * 1996-02-22 1997-09-02 Nippon Tungsten Co Ltd Mold for molding optical element
KR20070026342A (en) * 2003-12-05 2007-03-08 모간 어드밴스드 세라믹스, 인코포레이티드 Free-standing silicon carbide articles formed by chemical vapor deposition and methods for their manufacture
JP2010189203A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd SiC-BASED ABRASION RESISTANT MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
KR20100133910A (en) 2009-06-12 2010-12-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Method of reusing a consumable part for use in a plasma processing apparatus
KR102017138B1 (en) * 2018-09-20 2019-10-21 주식회사 와이컴 Method for Recycling of SiC Product and Recycled SiC Product

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970008982A (en) * 1995-07-15 1997-02-24 유기범 How to automatically block calls on your cordless phone
JPH09227140A (en) * 1996-02-22 1997-09-02 Nippon Tungsten Co Ltd Mold for molding optical element
KR20070026342A (en) * 2003-12-05 2007-03-08 모간 어드밴스드 세라믹스, 인코포레이티드 Free-standing silicon carbide articles formed by chemical vapor deposition and methods for their manufacture
JP2010189203A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd SiC-BASED ABRASION RESISTANT MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
KR20100133910A (en) 2009-06-12 2010-12-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Method of reusing a consumable part for use in a plasma processing apparatus
KR102017138B1 (en) * 2018-09-20 2019-10-21 주식회사 와이컴 Method for Recycling of SiC Product and Recycled SiC Product

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114890819A (en) * 2022-05-30 2022-08-12 无锡海飞凌半导体材料有限公司 Process for coating silicon carbide on ceramic surface
CN114890819B (en) * 2022-05-30 2023-11-03 无锡海飞凌科技有限公司 Process for coating silicon carbide on ceramic surface
CN116854477A (en) * 2023-07-04 2023-10-10 北京亦盛精密半导体有限公司 Silicon carbide ceramic with anisotropic resistivity, preparation method thereof and silicon carbide sheet product
CN116803951A (en) * 2023-07-19 2023-09-26 北京亦盛精密半导体有限公司 High-purity high-resistivity silicon carbide workpiece and forming process thereof
CN116803951B (en) * 2023-07-19 2024-03-05 北京亦盛精密半导体有限公司 High-purity high-resistivity silicon carbide workpiece and forming process thereof

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