WO2008018320A1 - MATÉRIAU DESTINÉ À LA FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC, PROCÉDÉ DE FABRICATION DU MATÉRIAU, PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC EN EMPLOYANT LE MATÉRIAU, ET MONOCRISTAL SiC OBTENU PAR LE PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC - Google Patents

MATÉRIAU DESTINÉ À LA FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC, PROCÉDÉ DE FABRICATION DU MATÉRIAU, PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC EN EMPLOYANT LE MATÉRIAU, ET MONOCRISTAL SiC OBTENU PAR LE PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC Download PDF

Info

Publication number
WO2008018320A1
WO2008018320A1 PCT/JP2007/064967 JP2007064967W WO2008018320A1 WO 2008018320 A1 WO2008018320 A1 WO 2008018320A1 JP 2007064967 W JP2007064967 W JP 2007064967W WO 2008018320 A1 WO2008018320 A1 WO 2008018320A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
single crystal
crystal sic
raw material
sic
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/064967
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masanori Ikari
Toru Kaneniwa
Takao Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Publication of WO2008018320A1 publication Critical patent/WO2008018320A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
    • C30B1/10—Single-crystal growth directly from the solid state by solid state reactions or multi-phase diffusion

Definitions

  • the present invention relates to a raw material for producing single crystal SiC used when producing single crystal SiC used as a semiconductor device material or LED material.
  • Single crystal SiC (silicon carbide) has a large dielectric breakdown electric field with large crystal binding energy
  • this single crystal SiC is manufactured by using the Rayleigh method in which SiC powder is sublimated in a graphite crucible, and the single crystal SiC is recrystallized on the inner wall of the graphite crucible.
  • An improved Rayleigh method in which the SiC seed single crystal is placed in the part to be recrystallized by optimizing the temperature distribution and epitaxially recrystallized, and the gas source is transported onto the heated SiC seed single crystal by the carrier gas and crystallized.
  • CVD method for epitaxial growth while chemically reacting on the surface, proximity sublimation method for epitaxially recrystallizing SiC powder on SiC seed single crystal with SiC powder and SiC seed single crystal in proximity in a graphite crucible, etc. See Chapter 4 of Non-Patent Document 1).
  • each of these single-crystal SiC production and synthesis methods is considered to have problems.
  • the Rayleigh method can produce and synthesize single-crystal SiC with good crystallinity, crystal growth is based on spontaneous nucleation, so shape control and crystal surface control are difficult, and large-diameter wafers can be obtained. There is a problem that can not be.
  • the improved Rayleigh method can obtain a large-diameter single crystal SiC ingot at a high speed of several hundreds of 11 m / h, it has a problem that a large number of micropipes are generated in the crystal because it grows in a spiral shape. There is.
  • the types, particle sizes, particle shapes, etc., of silicon dioxide ultrafine particles and carbon ultrafine particles, which are raw materials used for producing single crystal SiC are disclosed. Is not particularly limited. However, these generally available ultrafine particles have a very small primary particle size (average particle size of lOOnm or less), so the bulk density is small and the shape is not substantially spherical. For this reason, even if an attempt is made to transport a mixture of these raw materials onto the SiC seed single crystal with an inert carrier gas as it is, there is a tendency to easily block the pipe in the middle.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3505597
  • Non-patent document 1 edited by Hiroyuki Matsunami, “Semiconductor SiC technology and application”, Nikkan Kogyo Shimbun (published in the first edition in March 2003)
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to allow good transport from the outside of the crucible without clogging onto the SiC seed single crystal in the crucible.
  • Providing raw materials for producing single-crystal SiC providing the production method, providing a method for epitaxially growing high-quality single-crystal SiC using the raw materials, and the resulting high
  • the goal is to provide quality single crystal SiC.
  • Raw materials for production
  • a process for producing a slurry comprising silica particles, carbon particles and a solvent, and a spray drying process for producing secondary particles containing silica and carbon by spray drying and granulating the slurry in a vaporizer A method for producing a raw material for producing single crystal SiC according to (1),
  • a single crystal SiC manufacturing method including a growth step of growing single crystal SiC by
  • the raw material for producing single crystal SiC of the present invention can be stably conveyed by a carrier gas. Also, by producing single crystal SiC using this raw material, a micropipe can be obtained. The ability to stably manufacture and provide high-quality single crystal SiC with reduced defects and impurity concentrations.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a spray drying apparatus used for producing a raw material for producing single crystal SiC of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an apparatus for producing single crystal SiC of the present invention.
  • the first aspect of the present invention is a secondary particle consisting essentially of primary particles of silica particles and carbon particles, and the secondary particle shape has a diameter of! -90 m.
  • the present invention relates to a raw material for producing single crystal SiC characterized by being substantially spherical.
  • the composition of the raw material for producing single crystal SiC used in the present invention includes silica particles and carbon. Particles can be suitably used. These silica particles and carbon particles can be appropriately selected, and both the silica particles and the carbon particles have an average primary particle size of S5 nm to lOOnm (also referred to as “5 to 100 nm”). Fine particles are preferred. Ultrafine particles of 5 nm to 40 nm are more preferred. Ultrafine particles of 20 nm or less are more preferred. Ultrafine particles of 5 to 20 nm are particularly preferred. In addition, the purity is preferably as high as possible.
  • silica for example, high purity silica (smell silica, fomed silica) obtained by a flame hydrolysis method is preferred, and as the carbon, high purity acetylene black, which is preferred to be carbon black, is more preferably used.
  • the average particle diameter of the primary particles can be determined by observation with an electron microscope.
  • “Substantially” means to exclude minor components such as solid dope components in addition to silica and carbon! /.
  • the raw material for producing single crystal SiC is secondary particles in which the silica particles and carbon particles are aggregated together, and the secondary particles have a diameter of about 1 ⁇ m or more and 90 m or less.
  • the shape is almost spherical.
  • Diameter force “about 1 m or more and 90 m or less” means 90 parts by weight or more, preferably 95 parts by weight or more, more preferably total weight part force of 100 parts by weight of the secondary particles produced. Say above 90 H m or less. It can be determined by classification with a sieve or the like that it is about 1 m to 90 ⁇ m. In addition, the particle size range and weight average diameter of secondary particles can be determined by measuring using a commercially available particle size meter.
  • substantially spherical means a shape close to a sphere including a true sphere.
  • a part of the spherical surface is formed. It also includes the shape of a depressed sphere or a shape with a whisker-like protrusion on the spherical surface.
  • the silica particles and the carbon particles having the finer average particle diameter are mixed in advance than the silica particles and the carbon particles are secondary particles having the above particle diameter and shape. Then, it is preferable that the particles are aggregated together by the production method (2) and processed into secondary particles having the above-mentioned particle diameter and shape.
  • the raw material for producing single-crystal SiC of the present invention is a substantially spherical secondary particle having a diameter of 1 [I m or more and 90 m or less], so that it flows more easily in the pipe in the middle and is clogged. No failure will occur.
  • the spray drying method described in detail below can be used to suppress the particle size distribution narrowly and to achieve a high purity and a porous finish. Therefore, in the single-crystal SiC manufacturing process using the raw material, it has the ability to manufacture high-purity and high-quality single-crystal SiC in addition to excellent fluidity and pipe clogging defects. I'll do it.
  • the second aspect of the present invention includes a step of producing a slurry comprising silica particles, carbon particles and a solvent, and spray drying and granulating the slurry in an evaporator to produce a slurry.
  • the method for producing a raw material for producing single crystal SiC according to (1) which includes a spray drying process for producing secondary particles containing force and carbon.
  • the solvent is preferably a volatile solvent.
  • the method of processing into secondary particles having the above particle diameter and shape is not particularly limited as long as the particle size distribution is sharp and the method is controlled with high purity.
  • the present inventors examined various granulation methods shown below. In other words, pulverization and granulation for pulverizing the aggregates of primary particles of silica and carbon, compression granulation for compressing powder in a mold on the surface of a rotating roll, and extruding a low-humidity particle mixture with a granulator. As a result of comparative examination of extrusion granulation, it was found that the spray-drying method based on spray-drying granulation is excellent from the viewpoint of small particle size range, narrow particle size distribution, and especially the small amount of impurities. However, the invention of a method for producing a raw material for producing single crystal SiC was completed.
  • the spray drying method is a granulation method based on spray drying and is known. After producing a slurry consisting essentially of silica particles, carbon particles, and a solvent, the slurry is sprayed by an atomizer that sprays the slurry, instantly dried in hot air in a drying chamber, and granulated to form a substantially spherical secondary. It can be recovered as particles.
  • the drying time is short and is a few seconds or less.
  • the “solvent” may be a volatile liquid, and may be water that does not have to dissolve silica or carbon.
  • Typical atomizers (spraying devices) for spraying slurry as droplets are nozzles and rotating disks (discs).
  • the nozzle includes a pressure nozzle.
  • an atomizer for a rotating disk can be used more preferably.
  • a rotating disc type atomizer In a rotating disc type atomizer, slurry is supplied to the central part of a disc that rotates at high speed and sprayed by centrifugal force.
  • a rotating disk (disk) type atomizer that rotates at high speed can use an air bearing that supports the load by lifting the rotating shaft with air pressure (see JP 10-118536 A). Increasing the rotation speed of the rotating disk can reduce the particle size of the secondary particles.
  • a spray dryer equipped with a rotating disk capable of high-speed rotation (5,000 to 40, OOOrpm) is commercially available from, for example, Okawara Chemical Corporation. Using a rotating disk rotated at high speed, substantially spherical silica'carbon secondary particles having a particle diameter of 1 to 90 m and containing 90% by weight or more of secondary particles can be produced.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a spray-drying granulator used in the production method of the second invention.
  • the spray-drying granulator stores a slurry containing silica particles, carbon particles, and solvent power. It is sent to the atomizer 7, which is a spraying device, by the slurry feed pump 2 from the tank 1 force, sprayed in the hot air in the drying chamber 8, and instantly dried and granulated into secondary particles. Air is sent around the atomizer 7 by a blower 12.
  • a force S and a disk type nozzle that can select and use a known nozzle such as a pressure nozzle, a disk type nozzle, a two-fluid nozzle, and a pressure two-fluid nozzle are preferable.
  • the drying chamber 8 has a structure in which the upper part is a straight body part and the conical part is connected to the lower part.
  • a drying hot air inlet is provided in the upper part of the drying chamber 8, the air passing through the air filter 3 is heated by the air heater 5, and is supplied by the blower 4 as hot air through the hot air filter 6.
  • the drying chamber 8 is also provided with an exhaust line for exhausting hot air for drying, and connected to the exhaust fan 10 and the dust collector 11 through a cyclone 9 for collecting fine powder generated from the slurry.
  • the exhaust line can be used by appropriately selecting the top of the spray drying section, the side wall of the straight body section, a pipe inserted into the drying section, and the like.
  • an unillustrated removal loca provided at the bottom of the conical portion can be taken out.
  • a third aspect of the present invention is a susceptor in which a SiC seed crystal is fixed in a crucible equipped with a heating means, and a raw material for producing single crystal SiC from the outside.
  • Raw material supply And a raw material supply pipe for supplying the single crystal SiC manufacturing material described in (1) or the SiC manufacturing material manufactured by the manufacturing method described in (2) in the crucible in a high temperature atmosphere.
  • a step of growing the single crystal SiC by supplying to the surface of the SiC seed crystal or the growth layer surface of the single crystal SiC grown thereon.
  • the manufacturing temperature of the single crystal SiC is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the size, shape, type, etc. of the target single crystal SiC, and the preferable manufacturing temperature is in the range of 1, 600-2, 400 ° C. For example, this temperature can be measured as the temperature outside the crucible.
  • the configuration of the single crystal SiC manufacturing apparatus used in the method for manufacturing single crystal SiC of the present invention is not particularly limited. That is, seed crystal size, crucible heating method, crucible material, raw material supply method, atmosphere adjustment method, growth pressure, temperature control method, etc., target single crystal SiC size, shape, type, type of raw material for single crystal SiC production It can be appropriately selected according to the amount and the like.
  • PID temperature control technology can be used for temperature measurement and temperature control.
  • the shape of the crucible used in the present invention is not particularly limited as to the outer shape, and can be appropriately selected according to the size and shape of the target single crystal SiC.
  • the material of the crucible is preferably made of graphite in consideration of the operating temperature range.
  • the shape of the susceptor holding the SiC seed crystal is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the size and shape of the target single crystal SiC.
  • the material of the susceptor is preferably made of Graphite, taking into consideration the operating temperature range.
  • the shape of the raw material supply pipe for supplying the raw material for producing single crystal SiC is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the size and shape of the target single crystal SiC. However, it is preferable that the material of the supply pipe is made of graphite in consideration of the operating temperature range.
  • the raw material supply pipe may be disposed at right angles or obliquely so as to face the susceptor to which the SiC seed crystal, preferably the SiC seed single crystal is fixed, in the crucible.
  • the configuration of the single crystal SiC manufacturing apparatus used for manufacturing single crystal SiC using the raw material for manufacturing single crystal SiC of the present invention is not particularly limited.
  • the crucible size, heating method, material, raw material supply method, atmosphere adjustment method, temperature control method, etc. depend on the size, shape and type of the target single crystal SiC, the type and amount of raw material for manufacturing single crystal SiC, etc. Can be selected as appropriate.
  • a susceptor to which an SiC seed crystal is fixed and an external device for producing single-crystal SiC In the first invention of the method for producing single-crystal SiC using the raw material for producing single-crystal SiC (third invention), a susceptor to which an SiC seed crystal is fixed and an external device for producing single-crystal SiC.
  • the raw material supply pipe for supplying the raw material is preferably arranged so that the opposite edge is arranged at a right angle or obliquely in the crucible. More specifically, the normal direction of the surface holding the SiC seed crystal at the lower end of the susceptor can be freely set from approximately parallel to the vertical direction of the susceptor to a maximum 45 ° inclination.
  • the crucible is heated in the arrangement state of the susceptor and the raw material supply pipe as described above, and the single crystal SiC manufacturing raw material is continuously supplied to the SiC seed crystal surface through the raw material supply pipe while the crucible is in a high temperature atmosphere.
  • the SiC single crystal is grown by growing SiC.
  • the mixing ratio and the (continuous) supply amount of silica particles and carbon particles, which are raw materials for single crystal SiC production continuously supplied during the production of single crystal SiC, are not particularly limited, but the silica / carbon ratio is 1. 5 to 5 (weight ratio) is typical, and a desired blending ratio and supply amount according to the production conditions can be appropriately selected.
  • the raw material for producing single crystal SiC may contain a small amount of other components as required.
  • Supply of the raw material for producing the single crystal SiC onto the SiC seed crystal is preferably a continuous supply method without interruption.
  • a continuous powder transport such as a commercially available powder feeder is preferable. What can be mentioned.
  • the raw material for producing single crystal SiC is substantially spherical. It is preferable to use only those that have been processed.
  • the raw material for producing single crystal SiC is supplied together with a carrier gas.
  • the carrier gas include inert carrier gases such as argon gas and helium gas. Among these, it is preferable to use argon gas as a carrier gas.
  • doping into single crystal SiC it may be mixed as a solid source with the raw material for manufacturing single crystal SiC, or as a gas source in the atmosphere in single crystal SiC manufacturing equipment,
  • the doping component may be mixed.
  • N, A1 (CH), B during growth It is possible to control valence electrons by doping impurities such as H.
  • the SiC seed crystal used in the present invention is preferably in the form of a wafer, preferably a SiC seed single crystal.
  • the type, size, and shape of the SiC seed single crystal wafer are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type, size, and shape of the target single crystal SiC.
  • a SiC single crystal wafer obtained by pretreating a SiC single crystal obtained by the improved Rayleigh method as necessary can be suitably used.
  • a seed single crystal both a just substrate and an off-angle substrate can be used, and a just-surface Si surface substrate and an (OOOl) Si surface substrate having an off angle of several degrees can be exemplified
  • a fourth aspect of the present invention (fourth invention) relates to a single crystal SiC produced by the method of the third invention.
  • This SiC single crystal can be of a high quality with a low defect density almost equal to that of micropipes (MP).
  • Carbon (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Co., Ltd .; average primary particle size 35 nm) and silica (Aerosil 380 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; average primary particle size 2 Onm) are mixed as raw materials for single crystal SiC production. Then it was dissolved in pure water and turned into a slurry. The silica / carbon ratio (weight ratio) was 1.7.
  • the obtained slurry was processed into a substantially spherical granulated powder using a spray dryer (FOC-16, manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.).
  • the shape of the raw material was “substantially spherical” as described above.
  • the particle size at this time was 1 m or more and 90 m or less.
  • the concentration of metal impurities in the obtained raw material was less than sub ppm.
  • the raw material thus obtained was filled in an in-house powder feeder.
  • This powder feeder was connected to the raw material supply pipe line of the single crystal SiC manufacturing equipment.
  • Fig. 2 shows the configuration of the single crystal SiC manufacturing apparatus 30.
  • the single crystal SiC manufacturing apparatus 30 employs a high frequency induction heating method, and a carbon-made cylindrical crucible 32 (diameter: 100 mm, height: 150 mm) is disposed in a water-cooled sealed chamber 31, and the water-cooled sealed chamber is provided.
  • a high frequency induction heating coil 33 is arranged outside 31.
  • the cylindrical crucible 3 A susceptor 35 for holding the SiC seed crystal 34 is inserted through the upper portion of 2. Further, the susceptor 35 extends to the outside of the cylindrical crucible 32, and can be rotated about the central axis of the susceptor by a rotation mechanism (not shown).
  • a powder feeder 37 for supplying the granulated raw material for producing the single crystal SiC, and a raw material supply pipe 36 connected to the outside of the high-frequency induction heating furnace by a pipe are the bottom surface of the cylindrical crucible 32 opposite to the susceptor 35. Extends into the cylindrical crucible 32 from the susceptor 35. The raw material supplied through the raw material supply pipe 36 is supplied to the surface of the seed crystal 34 or the surface of the growth layer 40 of the single crystal SiC grown thereon.
  • the raw material storage tank 39 is supplied to the pipe 36 'via the control valve 38, and the granulated raw material is supplied from an inert carrier gas supply source (not shown).
  • the gas A is supplied into the cylindrical crucible 32 through the raw material supply pipe 36.
  • the raw material supply amount is controlled by a flow rate adjusting mechanism using a control valve 38 in the powder feeder 37.
  • the high-frequency induction heating furnace of the single-crystal SiC manufacturing apparatus 30 can be controlled by a vacuum exhaust system and a pressure control system (not shown), and includes an inert gas replacement mechanism (not shown).
  • the position relationship between the susceptor and the raw material supply pipe is a vertically-facing relationship. It is also possible to arrange the supply pipe and the susceptor obliquely or at right angles to each other. A SiC seed single crystal wafer is fixed to the tip of the susceptor.
  • the single crystal SiC manufacturing apparatus shown in Fig. 2 was used, and single crystal SiC manufactured by the modified Rayleigh method was used as the SiC seed single crystal wafer.
  • the surface conditions were just surface and Si surface.
  • the inside of the high frequency induction heating furnace was vacuum evacuated, the inside of the high frequency induction heating furnace was replaced with an inert gas (high purity argon).
  • the high-frequency induction heating coil was heated and heated until the temperature outside the above-mentioned carbon cylindrical crucible was in the range of 2,150-2, 350 ° C.
  • the susceptor on which the SiC seed single crystal wafer was fixed was rotated at a rotation speed of 0 to 20 rpm.
  • the inert carrier gas (high-purity argon) connected to the powder feeder is flowed, and the raw material for producing the single crystal SiC is arranged in an opposing portion in the cylindrical crucible through the inside of the supply pipe.
  • the single crystal SiC was manufactured by continuously supplying the raw material for manufacturing the single crystal SiC until C had a desired size (2 inches X lmm).
  • the optimal growth temperature varies depending on the atmospheric pressure, the raw material mixing ratio for single crystal SiC production, the type of SiC single crystal wafer, and other factors.
  • Table 1 shows the results of single crystal SiC production under each of the above conditions.
  • Comparative Example 1 where spray-drying processing was not applied from the table, the raw material clogged in the piping immediately after the raw material supply started, and the supply onto the SiC seed single crystal wafer was intermittently irregular. It became a state.
  • spray drying was performed, a high-quality large-sized single crystal SiC having a low impurity concentration and a low defect density almost equal to that of the micropipe (MP) could be produced without delay.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

明 細 書
単結晶 SiC製造用原料、その製造方法、この原料を用いた単結晶 SiCの 製造方法、及び、その製造方法により得られる単結晶 SiC
技術分野
[0001] 本発明は、半導体デバイス用材料や LED用材料として利用される単結晶 SiCを製 造する際に使用される単結晶 SiC製造用原料に関する。
背景技術
[0002] 単結晶 SiC (炭化珪素）は結晶の結合エネルギーが大きぐ絶縁破壊電界が大きく
、また熱伝導率も大きいため、耐苛酷環境用デバイスやパワーデバイス用の材料とし て有用である。またその格子定数が GaNの格子定数と近いため、 GaN— LED用の 基板材料としても有用である。
[0003] 従来この単結晶 SiCの製造には、黒鉛坩堝内で SiC粉末を昇華させ、黒鉛坩堝内 壁に単結晶 SiCを再結晶化させるレーリー法や、このレーリー法をベースに原料配 置や温度分布を最適化し、再結晶化させる部分に SiC種単結晶を配置してェピタキ シャルに再結晶成長させる改良レーリー法、ガスソースをキャリアガスによって、加熱 された SiC種単結晶上に輸送し結晶表面で化学反応させながらェピタキシャル成長 させる CVD法、黒鉛坩堝内で SiC粉末と SiC種単結晶を近接させた状態で SiC粉末 を SiC種単結晶上にェピタキシャルに再結晶成長させる昇華近接法などがある（非 特許文献 1第 4章参照)。
[0004] ところで現状では、これらの各単結晶 SiC製造合成方法にはいずれも問題があると されている。レーリー法では、結晶性の良好な単結晶 SiCが製造合成できるものの、 自然発生的な核形成をもとに結晶成長するため、形状制御や結晶面制御が困難で あり、且つ大口径ウェハが得られないという問題がある。改良レーリー法では、数 100 11 m/h程度の高速で大口径の単結晶 SiCインゴットを得ることができるものの、螺旋 状にェピタキシャル成長するため、結晶内に多数のマイクロパイプが発生するという 問題がある。 CVD法では、高純度で低欠陥密度の良質な単結晶 SiCが製造合成で きるものの、希薄なガスソースを用いるェピタキシャル成長のため、成長速度が〜 10 ^ m/h程度と遅ぐ長尺の単結晶 SiCインゴットを得られないという問題がある。昇 華近接法では、比較的簡単な構成で高純度の SiCェピタキシャル成長が実現できる 力 構成上の制約から長尺の単結晶 SiCインゴットを得ることは不可能という問題が ある。
[0005] 最近、加熱状態で保持されている SiC種単結晶表面に向けて、二酸化ケイ素超微 粒子及び炭素超微粒子を不活性キャリアガスを用いて供給して付着させ、 SiC種単 結晶において二酸化ケイ素を炭素により還元することで SiC単結晶を SiC種単結晶 上に成長させる方法が開示された（特許文献 1参照）。この製造方法では、マイクロパ イブ等の欠陥を抑制した高品質な単結晶 SiCを高速で得ることができるとされている
[0006] 特許文献 1に開示された単結晶 SiCの製造方法によれば、単結晶 SiC製造に使用 する原料である二酸化ケイ素超微粒子と炭素超微粒子のそれぞれの種類、粒径、粒 子形状等は特に限定されていない。ところ力 一般に入手可能なこれらの超微粒子 は非常に小さな 1次粒子径（平均粒子径が lOOnm以下）であるため嵩密度が小さく 、且つ形状は略球形をしていない。そのため、もしもこれらの原料の混合物をそのま ま不活性キャリアガスで SiC種単結晶上に輸送しようと試みても、途中の配管内で簡 単に閉塞してしまう傾向がある。
[0007] 特許文献 1：特許第 3505597号公報
非特許文献 1 :松波弘之編著、「半導体 SiC技術と応用」、 日刊工業新聞社 (2003年 3月初版発行）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、坩 堝内の SiC種単結晶上に、坩堝外から目詰まりすることなく良好に輸送可能な単結 晶 SiC製造用原料を提供すること、その製造方法を提供すること、その原料を用いて 高品質な単結晶 SiCをェピタキシャルに成長させる方法を提供すること、及び、その 結果得られる高品質な単結晶 SiCを提供することにある。
課題を解決するための手段 [0009] 上記の課題は、以下に記載の手段（1)〜（4)によって解決された。
(1)シリカ粒子とカーボン粒子の各 1次粒子から実質的になる 2次粒子であって、該 2次粒子形状が直径;!〜 9011 mの略球形であることを特徴とする単結晶 SiC製造用 原料、
(2)シリカ粒子、カーボン粒子及び溶媒からなるスラリを製造する工程、並びに、蒸 発装置内で該スラリを噴霧乾燥及び造粒してシリカとカーボンを含有する 2次粒子を 製造するスプレードライ工程を含む、 (1)に記載の単結晶 SiC製造用原料の製造方 法、
(3)加熱手段を備えた坩堝内に、 SiC種結晶を固定したサセプタ、及び、坩堝の外 部から単結晶 SiC製造用原料を供給するための原料供給管を配置する配置工程、 並びに、高温雰囲気とした該坩堝内に（1)に記載の単結晶 SiC製造用原料又は（2) に記載の製造方法により製造された単結晶 SiC製造用原料を原料供給管を通して 該 SiC種結晶上に供給することにより単結晶 SiCを成長させる成長工程、を含む単 結晶 SiCの製造方法、
(4) (3)に記載の製造方法により製造された単結晶 SiC。
発明の効果
[0010] 本発明の単結晶 SiC製造用原料を用いると、この原料をキャリアガスにより安定に 搬送することが可能となり、又、この原料を使用して単結晶 SiCを製造することにより、 マイクロパイプ等の欠陥や不純物濃度を抑制した高品質の単結晶 SiCを安定して製 造し提供すること力 Sでさる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の単結晶 SiC製造用原料を製造するために使用する噴霧乾燥装置の 一例を示す概念図である。
[図 2]本発明の単結晶 SiCを製造するための装置の一例を示す断面図である。
符号の説明
[0012] 1 スラリタンク
2 スラリ送液ポンプ 5 エアヒータ
6 熱風フィルタ
7 アトマイザ（ディスク又はノズノレ）
8 乾燥室
9 サイクロン
10 排風機
11 集塵機（バッグフィルタ、スクラバ)
12 送風機
30 単結晶 SiC製造装置
31 密閉チャンバ
32 円筒坩堝
33 高周波誘導加熱コイル
34 51< 禾 口日日
35 サセプタ
36 原料供給管
36 '配管
37 パウダフィーダ
38 調節弁
39 原料貯蔵槽
40 成長層
A 不活性キャリアガス
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の第 1の側面（第 1発明）は、シリカ粒子とカーボン粒子の各 1次粒子から実 質的になる 2次粒子であって、該 2次粒子形状が直径;!〜 90 mの略球形であること を特徴とする単結晶 SiC製造用原料に係る。
本発明に使用する単結晶 SiC製造用原料の構成物としては、シリカ粒子とカーボン 粒子が好適に使用できる。これらシリカ粒子及びカーボン粒子は、それぞれその種 類を適宜選択可能であり、シリカ粒子もカーボン粒子も共に 1次粒子の平均粒子径 力 S5nm以上 lOOnm以下（「5〜100nm」とも記載する。）の微粒子が好ましぐ 5nm 以上 40nm以下の微粒子がより好ましぐ 20nm以下の超微粒子が更に好ましぐ 5 〜20nmの超微粒子が特に好ましい。又、純度は共に極力高純度なものが好ましい 。シリカとしては例えば火炎加水分解法で得られる高純度シリカ（いぶしシリカ、 fomed silica)が好ましぐまた、カーボンとしてはカーボンブラックが好ましぐ高純度ァセチ レンブラックなどがより好ましく利用できる。 1次粒子の平均粒子径は電子顕微鏡観 察により求めることができる。
「実質的になる」とは、シリカ及びカーボン以外に固体ドープ成分等の少量成分を 含むことを排除しな!/、意味である。
[0014] 単結晶 SiC製造用原料は、上記シリカ粒子及びカーボン粒子が一緒に凝集した 2 次粒子であり、 2次粒子の粒径は、直径が約 1 μ m以上 90 m以下であり、その形状 は略球形である。
直径力 「約 1 m以上 90 m以下」とは製造された 2次粒子の 100重量部のうち 90 重量部以上、好ましくは 95重量部以上、より好ましくは全重量部力 直径約 l ^ m以 上 90 H m以下であることを言う。約 1 m以上 90 μ m以下であることは篩による分級 等により決定できる。また 2次粒子の粒径範囲及び重量平均直径を市販の粒度計等 を用いて測定することにより求めることができる。
ここで、「略球形」とは、真球状を含む球形に近い形状を意味し、直径の長径/短 径比が 1〜2の範囲にある回転楕円体の他に、球形表面の一部が陥没したいわゆる 陥没球や球形表面にひげ状の突起がある形状をも含む意味である。
シリカ粒子とカーボン粒子とがそれぞれ別々に上記粒径及び形状を有する 2次粒 子であるよりも、上記のより細かい平均粒子径を有する前記のシリカ粒子及びカーボ ン粒子の 1次粒子を予め混合してから、 (2)の製造方法により一緒に凝集して上記粒 径及び形状を有する 2次粒子に加工することが好ましい。
[0015] シリカ/カーボン比は、 1. 5〜5 (重量比）が好ましぐ 1. 6〜4(重量比)がより好まし く、 1. 7〜3. 2が特に好ましぐ製造条件に応じた所望の配合比とすることができる。 [0016] 本発明の単結晶 SiC製造用原料は、 1 [I m以上 90 m以下の直径を有した略球 形の 2次粒子であるため、途中の配管内でもさらさらと流れ、 目詰まりの故障を生じな い。また略球形の該原料を得る方法として、以下に詳述するスプレードライ法を用い ることにより、粒度分布を狭く抑え、高純度に、又多孔質に仕上げることが可能となる 。そのため当該原料を用いた単結晶 SiC製造プロセスでは、粉立ちしに《、流動性 に優れ、配管目詰まり不良も発生しない他に、高純度でかつ高品質の単結晶 SiCを 製造すること力 Sでさる。
[0017] 本発明の第 2の側面（第 2発明）は、シリカ粒子、カーボン粒子及び溶媒からなるス ラリを製造する工程、並びに、蒸発装置内で該スラリを噴霧乾燥及び造粒させてシリ 力とカーボンを含有する 2次粒子を製造するスプレードライ工程を含む、（1)に記載 の単結晶 SiC製造用原料の製造方法、に係る。溶媒は揮発性溶媒であることが好ま しい。
上記のような粒径及び形状を有する 2次粒子に加工する方法は、粒度分布がシャ ープで、且つ高純度に管理された方法であれば特に制限はない。
本発明者らは、以下に示す種々の造粒方法を検討した。すなわち、シリカとカーボ ンの各 1次粒子の凝集物を解砕する解砕造粒、回転ロール表面のモールドに粉体を 食い込ませて圧縮する圧縮造粒、低湿の粒子混合物を顆粒機で押し出す押出し造 粒等を比較検討したところ、小さい粒径範囲、狭い粒径分布、特に、不純物混入量 の少なさの観点から噴霧乾燥造粒に基づくスプレードライ法が優れて!/、ることを見レヽ だし、この単結晶 SiC製造用原料の製造方法の発明を完成した。
[0018] スプレードライ法は噴霧乾燥に基づく造粒方法であり公知である。シリカ粒子、カー ボン粒子及び溶媒から実質的になるスラリを製造した後、このスラリを噴霧するアトマ ィザによって噴霧して乾燥室の熱風中で瞬時に乾燥させ造粒して略球形の 2次粒子 として回収すること力 Sできる。乾燥時間は、短時間であり数秒以下である。なお、「溶 媒」は揮発性液体であればよぐシリカ又はカーボンを溶解する液体でなくてもよぐ 水を使用すること力できる。
スラリを液滴として噴霧するためのアトマイザ（噴霧装置）としては、ノズルと回転円 板（ディスク）が代表的である。ノズルには、加圧ノズルも含まれる力 噴射端にスラリ が詰まったり、また摩耗が起こる懸念があるために、本発明では回転円板のアトマイ ザがより好ましく使用できる。
回転円板方式のアトマイザでは、高速で回転する円板の中心部にスラリを供給し遠 心力によって噴霧させる。高速回転する回転円板（ディスク）方式のアトマイザには、 回転軸を空気圧で浮かせてその加重を支持する空気軸受けを用いることもできる（特 開平 10— 118536号公報参照）。回転円板の回転速度を大きくすると、 2次粒子の 粒径を小さくすること力 Sできる。高速回転（5, 000-40, OOOrpm)可能な回転円板 を備えた噴霧乾燥機が例えば大川原化工機株式会社から市販されている。高速回 転させた回転円板を使用して、粒子直径が 1〜90 mの範囲に 2次粒子の 90重量 %以上が含まれる略球形のシリカ'カーボン 2次粒子を製造することができる。
[0019] 図 1は、第 2発明の製造方法に使用する噴霧乾燥造粒機の一例を示す概念図であ 噴霧乾燥造粒機は、シリカ粒子、カーボン粒子及び溶媒力 なるスラリを貯蔵した スラリタンク 1力、ら、スラリ送液ポンプ 2により噴霧装置であるアトマイザ 7に送られ、乾 燥室 8の熱風中に噴霧されて瞬時に乾燥され 2次粒子に造粒される。アトマイザ 7の 周囲には送風機 12により空気が送られている。本発明においては、アトマイザとして 、加圧ノズル、ディスク式ノズル、 2流体ノズル、加圧 2流体ノズル等の公知のノズルを 適宜選択して使用することができる力 S、ディスク式ノズルが好ましい。乾燥室 8は、上 部を直胴部とし下部に円錐部が接続された構造を有する。乾燥室 8の上部には、乾 燥用熱風導入口が設けられ、エアフィルタ 3を通した空気がエアヒータ 5により熱せら れ、熱風フィルタ 6を通して熱風として送風機 4により供給される。乾燥室 8には、乾燥 用熱風を排気するための排気ラインも設けられ、スラリから生じた微粉を回収するサイ クロン 9を介在させて排風機 10及び集塵機 11に接続されて!/、る。排気ラインは噴霧 乾燥部の頂上部、直胴部の側壁、乾燥部内部へ挿入したパイプ等を適宜選択して 使用すること力できる。 2次粒子である製品は、円錐部の底部に設けた不図示の取り 出しロカも取り出すことができる。
[0020] 本発明の第 3の側面（第 3発明）は、加熱手段を備えた坩堝内に、 SiC種結晶を固 定したサセプタ、及び、外部から単結晶 SiC製造用原料を供給するための原料供給 管を配置する工程、並びに、高温雰囲気とした該坩堝内に（1)に記載の単結晶 SiC 製造用原料又は（2)に記載の製造方法により製造された SiC製造用原料を原料供 給管を通して SiC種結晶表面又はこの上に成長する単結晶 SiCの成長層表面に供 給することにより単結晶 SiCを成長させる工程、を含むことを特徴とする単結晶 SiCの 製造方法に係る。
[0021] 単結晶 SiC製造温度は特に限定されず、 目的とする単結晶 SiCのサイズや形状、 種類等に応じて適宜設定でき、好ましい製造温度は 1 , 600-2, 400°Cの範囲であ り、この温度は例えば坩堝外側の温度として測定できる。
[0022] 本発明の単結晶 SiCの製造方法に使用する単結晶 SiC製造装置の構成は、特に 限定されない。すなわち種結晶サイズ、坩堝加熱方法、坩堝材質、原料供給方法、 雰囲気調整方法、成長圧力、温度制御方法などは、 目的とする単結晶 SiCのサイズ や形状、種類、単結晶 SiC製造用原料の種類や量等に応じて適宜選択できる。例え ば、温度測定と温度制御には PID温度制御技術を使用することができる。
[0023] 本発明で使用する坩堝の形状は、外形については特に限定されず、 目的とする単 結晶 SiCのサイズや形状に合わせ適宜選択できる。尚、当該坩堝の材質は使用温 度範囲を考慮してグラフアイト製であることが好ましい。
[0024] SiC種結晶を保持するサセプタの形状は特に限定されず、 目的とする単結晶 SiC のサイズや形状に合わせ適宜選択できる。但し当該サセプタの材質は使用温度範 囲を考慮してグラフアイト製であることが好ましレ、。
[0025] 単結晶 SiC製造用原料を供給する原料供給管の形状は特に限定されず、 目的と する単結晶 SiCのサイズや形状に合わせ適宜選択できる。但し当該供給管の材質は 使用温度範囲を考慮してグラフアイト製であることが好ましい。
原料供給管は、 SiC種結晶、好ましくは SiC種単結晶を固定したサセプタに坩堝中 で対向させてもよぐ直角又は斜めに配置してもよい。
[0026] 本発明の単結晶 SiC製造用原料を用いて単結晶 SiCを製造するために用いる単 結晶 SiC製造装置の構成は特に限定されない。すなわち坩堝サイズや加熱方法、材 質、原料供給方法、雰囲気調整方法、温度制御方法などは、 目的とする単結晶 SiC のサイズや形状、種類、単結晶 SiC製造用原料の種類や量等に応じて適宜選択でき [0027] 第 1発明である単結晶 SiC製造用原料を用いて単結晶 SiCを製造する方法 (第 3発 明）においては、 SiC種結晶が固定されたサセプタと、外部から単結晶 SiC製造用原 料を供給する (好ましくは連続供給する)ための原料供給管とは、坩堝の中で対向乃 至は直角または斜めに配置されていることが好ましい。より詳しくは、サセプタ下端の SiC種結晶を保持する表面の法線方向は、該サセプタの鉛直方向と略平行から最大 45° 傾斜まで自由に設定することができる。
さらに上記のようなサセプタと原料供給管の配置状態で前記坩堝を加熱して坩堝 内を高温雰囲気としながら前記単結晶 SiC製造用原料を原料供給管を通して SiC種 結晶表面に連続供給して単結晶 SiCを成長させて SiC単結晶を成長させる。
[0028] 上記単結晶 SiC製造時に連続供給される単結晶 SiC製造用原料であるシリカ粒子 とカーボン粒子の配合比および (連続)供給量は特に限定されないが、シリカ/カー ボン比は、 1. 5〜5 (重量比）が代表的であり、製造条件に応じた所望の配合比およ び供給量が適宜選択できる。
また上記単結晶 SiC製造用原料は、必要に応じ、他の成分を微量添加してもよい。
[0029] 上記単結晶 SiC製造用原料の SiC種結晶上への供給は、好ましくは途切れること なく連続して供給される方法が好ましぐ例えば市販のパウダフィーダのように連続し て粉体輸送できるものが挙げられる。また上記単結晶 SiC製造用原料が上記粉体輸 送手段から原料供給管までの間を輸送される際に目詰まりを起こさないようにするた めに、上記単結晶 SiC製造用原料は略球形に加工されたものだけを使うことが好まし い。
また、単結晶 SiC製造用原料は、キャリアガスと共に供給されることが好ましぐ前記 キャリアガスとしてはアルゴンガス及びヘリウムガス等の不活性キャリアガスが好ましく 例示できる。これらの中でもキャリアガスとしてアルゴンガスを使用することが好ましい
〇
[0030] また単結晶 SiC中にドーピングをおこなう場合は、上記単結晶 SiC製造用原料に固 体ソースとして混合しても良いし、単結晶 SiC製造装置内の雰囲気中にガスソースと して、該ドーピング成分を混合しても良い。具体的には、成長時に N 、 A1 (CH ) 、 B H等の不純物をドーピングして、荷電子制御をすることができる。
6
[0031] 本発明で使用する SiC種結晶は、 SiC種単結晶であることが好ましぐウェハの形 状であることが好ましい。 SiC種単結晶ウェハの種類、サイズ、形状は特に限定され ず、 目的とする単結晶 SiCの種類、サイズ、形状によって適宜選択できる。例えば改 良レーリー法によって得られた SiC単結晶を必要に応じて前処理した SiC種単結晶 ウェハが好適に利用できる。種単結晶としてジャスト基板、オフ角基板共に用いること ができ、ジャスト面の Si面基板や数度のオフ角を有する（OOOl) Si面基板が例示でき
[0032] 本発明の第 4の側面（第 4発明）は、第 3発明の方法により製造された単結晶 SiCに 係る。この SiC単結晶は、マイクロパイプ (MP)のほとんどなぐ欠陥密度の低い、高 品質のものとすることができる。
実施例
[0033] 以下本発明の実施例について説明する。
(実施例 1)
単結晶 SiC製造用原料であるカーボン (電気化学工業 (株)製デンカブラック；平均 1次粒子径 35nm)とシリカ（日本ァエロジル (株)製ァエロジル 380；平均 1次粒子径 2 Onm)とを混合してから純水に溶いてスラリ化した。シリカ/カーボン比（重量比）は、 1. 7であった。得られたスラリをスプレードライヤ（大川原化工機 (株)製 FOC— 16) を用いて略球形の造粒粉に加工した。原料の形状は前記の通りの「略球形」であつ た。このときの粒径は 1 m以上 90 m以下であった。また得られた原料中の金属不 純物濃度はサブ ppm以下であった。こうして得られた原料を内製のパウダフィーダに 充填した。
[0034] (実施例 2)
このパウダフィーダを単結晶 SiC製造装置の原料供給管ラインに接続した。
図 2に単結晶 SiC製造装置 30の構成図を示す。単結晶 SiC製造装置 30は高周波 誘導加熱方式を採用しており、水冷された密閉チャンバ 31内にカーボン製の円筒坩 堝 32 (直径 100mm、高さ 150mm)が配置され、前記水冷された密閉チャンバ 31の 外側に高周波誘導加熱コイル 33を配置した構造となっている。また前記円筒坩堝 3 2内の上部には、 SiC種結晶 34を保持するためのサセプタ 35が貫通挿入されている 。さらに前記サセプタ 35は円筒坩堝 32の外側まで伸びており、図示しない回転機構 により該サセプタの中心軸を回転軸として回転可能である。
また前記単結晶 SiC製造用の造粒原料を供給するパウダフィーダ 37と、前記高周 波誘導加熱炉の外部に配管により接続された原料供給管 36はサセプタ 35と反対側 の円筒坩堝 32の下面から円筒坩堝 32内に伸びており、サセプタ 35と対向配置され ている。原料供給管 36を通して供給された原料は、種結晶 34表面又はその上に成 長する単結晶 SiCの成長層 40表面に供給される。尚、前記パウダフィーダ 37内では 、調節弁 38を介して原料貯蔵槽 39から配管 36 'に供給され、造粒原料は、不活性 キャリアガス供給源（図示せず)から供給された不活性キャリアガス Aにより原料供給 管 36を通して円筒坩堝 32内に供給される。原料供給量は、パウダフィーダ 37内の 調節弁 38による流量調節機構により制御される。
[0035] 単結晶 SiC製造装置 30の高周波誘導加熱炉は、図示しない真空排気系及び圧力 調節系により圧力制御が可能であり、また図示しない不活性ガス置換機構を備えて いる。尚、図 2に示す例ではサセプタと原料供給管の位置関係が上下対置関係であ る力 本発明の作用が変わらない範囲内で、それぞれ横向きの対向関係に配置する ことも可能であるし、供給管とサセプタを互いに斜めや直角関係に配置することも可 能である。前記サセプタの先端部には SiC種単結晶ウェハが固定されている。
[0036] 図 2に示した単結晶 SiC製造装置を使用し、 SiC種単結晶ウェハとして改良レーリ 一法で製造された単結晶 SiCを使用した。面条件はジャスト面、 Si面とした。
続レ、て高周波誘導加熱炉内部を真空弓 Iきした後、不活性ガス（高純度アルゴン)で 該高周波誘導加熱炉内部を置換した。次いで前記高周波誘導加熱コイルにより、前 記カーボン製の円筒坩堝の外側の温度が 2, 150-2, 350°Cの範囲となるまで加熱 昇温した。その状態で SiC種単結晶ウェハが固定された前記サセプタを 0〜20rpm の回転速度で回転させた。ここで前記パウダフィーダに接続された前記不活性キヤリ ァガス（高純度アルゴン)を流し、前記単結晶 SiC製造用原料を、前記供給管内部を 通じて、前記円筒坩堝内の対向部に配置された前記 SiC種単結晶ウェハ表面上に 供給した。そのまま前記円筒坩堝の外側の温度を一定に保ちながら、前記単結晶 Si Cを所望のサイズ (2インチ X lmm)となるまで前記単結晶 SiC製造用原料の連続供 給を継続して、前記単結晶 SiCの製造をおこなった。
尚、最適の成長温度は雰囲気圧力や単結晶 SiC製造用原料混合比、 SiC種単結 晶ウェハの種類等により変化する。
[0037] (比較例 1)
また比較のために、単結晶 SiC製造用原料であるカーボン (電気化学工業 (株)製 デンカブラック）とシリカ（日本ァエロジル (株)製ァエロジル 380)とを混合してから、ス プレードライ加工工程を経ないで、そのまま内製のパウダフィーダに充填し、以後は 実施例 1と全く同様の条件にて単結晶 SiCの製造をおこなった。
[0038] 上記それぞれの条件での単結晶 SiC製造結果を表 1に示す。表からスプレードライ 加工処理を施さなかった比較例 1の場合は、原料供給開始直後から原料が配管内 で目詰まりを起こしてしまい、 SiC種単結晶ウェハ上への供給が断続的な不規則状 態となつた。一方、スプレードライ加工を実施した実施例の場合は、低不純物濃度で 、マイクロパイプ (MP)のほとんどなぐ低欠陥密度の高品質大型単結晶 SiCを滞りな く製造することができた。
[0039] [表 1] 配管輸送 単結晶 SiC製造 te晶品 Ά 実施例 2 2インチ X 1 mm単結晶が 不純物濃度≤サブ ppm 問題なし
(スプレードライ加工） 得られた MPほとんど無し 比較例 1 MP多し
供給中に目詰まり発生 成長速度遅い
(スプレードライ不実施） 積層欠陥多し

Claims

請求の範囲
[1] シリカ粒子とカーボン粒子の各 1次粒子から実質的になる 2次粒子であって、該 2次 粒子形状が直径;!〜 9011 mの略球形であることを特徴とする単結晶 SiC製造用原料
〇
[2] シリカ粒子の 1次粒子とカーボン粒子の 1次粒子の平均粒子径が共に 5〜； !OOnm である請求項 1に記載の単結晶 SiC製造用原料。
[3] シリカ/カーボン比が 1. 5〜5 (重量比）である請求項 1又は 2に記載の単結晶 SiC 製造用原料。
[4] シリカ粒子、カーボン粒子及び溶媒からなるスラリを製造する工程、並びに、
蒸発装置内で該スラリを噴霧乾燥及び造粒してシリカとカーボンを含有する 2次粒 子を製造するスプレードライ工程を含む、
請求項;!〜 3いずれか 1つに記載の単結晶 SiC製造用原料の製造方法。
[5] 該スプレードライ工程にお!/、て高速回転可能な回転円板を備えた噴霧装置を使用 する請求項 4に記載の単結晶 SiC製造用原料の製造方法。
[6] 加熱手段を備えた坩堝内に、 SiC種結晶を固定したサセプタ、及び、坩堝の外部 力 単結晶 SiC製造用原料を供給するための原料供給管を配置する配置工程、並 びに、
高温雰囲気とした該坩堝内に請求項 1〜3いずれ力、 1つに記載の単結晶 SiC製造 用原料又は請求項 4又は 5に記載の製造方法により製造された単結晶 SiC製造用原 料を原料供給管を通して不活性ガスと共に該 SiC種結晶表面に供給することにより 単結晶 SiCを成長させる成長工程、を含む
単結晶 SiCの製造方法。
[7] 請求項 6に記載の製造方法により製造された単結晶 SiC。
PCT/JP2007/064967 2006-08-09 2007-07-31 MATÉRIAU DESTINÉ À LA FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC, PROCÉDÉ DE FABRICATION DU MATÉRIAU, PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC EN EMPLOYANT LE MATÉRIAU, ET MONOCRISTAL SiC OBTENU PAR LE PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC Ceased WO2008018320A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006-216748 2006-08-09
JP2006216748A JP2008037720A (ja) 2006-08-09 2006-08-09 単結晶ＳｉＣ製造用原料、その製造方法、この原料を用いた単結晶ＳｉＣの製造方法、及び、その製造方法により得られる単結晶ＳｉＣ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008018320A1 true WO2008018320A1 (fr) 2008-02-14

Family

ID=39032854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/064967 Ceased WO2008018320A1 (fr) 2006-08-09 2007-07-31 MATÉRIAU DESTINÉ À LA FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC, PROCÉDÉ DE FABRICATION DU MATÉRIAU, PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC EN EMPLOYANT LE MATÉRIAU, ET MONOCRISTAL SiC OBTENU PAR LE PROCÉDÉ DE FABRICATION DE MONOCRISTAL SiC

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2008037720A (ja)
TW (1) TW200813269A (ja)
WO (1) WO2008018320A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008222489A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 炭化珪素製造用原料に用いるスラリ、二次粒子及び単結晶炭化珪素の製造方法
WO2016129297A1 (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2019052085A (ja) * 2018-11-22 2019-04-04 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122000A (ja) * 1984-07-06 1986-01-30 Kanebo Ltd 炭化珪素ウイスカ−の製造法
JPH03215399A (ja) * 1990-01-18 1991-09-20 Asahi Chem Ind Co Ltd 繊維状窒化アルミニウムの製造方法
JPH04270199A (ja) * 1991-02-25 1992-09-25 Tokai Carbon Co Ltd 炭化珪素ウイスカーの製造方法
JP2004099414A (ja) * 2002-09-13 2004-04-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 炭化珪素単結晶の製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3505597B2 (ja) * 2000-02-23 2004-03-08 日本ピラー工業株式会社 炭化珪素単結晶

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122000A (ja) * 1984-07-06 1986-01-30 Kanebo Ltd 炭化珪素ウイスカ−の製造法
JPH03215399A (ja) * 1990-01-18 1991-09-20 Asahi Chem Ind Co Ltd 繊維状窒化アルミニウムの製造方法
JPH04270199A (ja) * 1991-02-25 1992-09-25 Tokai Carbon Co Ltd 炭化珪素ウイスカーの製造方法
JP2004099414A (ja) * 2002-09-13 2004-04-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 炭化珪素単結晶の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008222489A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 炭化珪素製造用原料に用いるスラリ、二次粒子及び単結晶炭化珪素の製造方法
WO2016129297A1 (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2016147790A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
CN107208309A (zh) * 2015-02-13 2017-09-26 住友电气工业株式会社 碳化硅单晶的制造方法
JP2019052085A (ja) * 2018-11-22 2019-04-04 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008037720A (ja) 2008-02-21
TW200813269A (en) 2008-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6384842B2 (ja) 昇華法を用いて炭化珪素結晶体を高速に製造する装置とその方法
WO1999014405A1 (en) Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal
US20150353363A1 (en) Method and System to Produce Large Size Diamonds
JPWO1999014405A1 (ja) 炭化珪素単結晶を製造する方法および装置
CN105734672B (zh) 一种在含氧气氛下生长高质量碳化硅晶体的方法
WO2021172077A1 (ja) カーボンナノチューブ集合体の製造方法
KR20150123114A (ko) 탄화규소 분말 제조방법
JP2011520760A (ja) スカル反応炉
CN110112060A (zh) 一种利用气固固生长模式控制高性能ⅲ-ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法
KR101854731B1 (ko) 잉곳 제조 방법
JP2008037720A (ja) 単結晶ＳｉＣ製造用原料、その製造方法、この原料を用いた単結晶ＳｉＣの製造方法、及び、その製造方法により得られる単結晶ＳｉＣ
JP2001233697A (ja) 炭化珪素単結晶
JP5962219B2 (ja) 合成非晶質シリカ粉末及びその製造方法
KR102413929B1 (ko) 탄화규소 분말, 이의 제조방법 및 탄화규소 단결정
JP2003183098A (ja) ＳｉＣ単結晶の製造方法及びＳｉＣ単結晶の製造装置
US20100316874A1 (en) Fabrication method of bismuth single crystalline nanowire
JP2008222489A (ja) 炭化珪素製造用原料に用いるスラリ、二次粒子及び単結晶炭化珪素の製造方法
CN112756619B (zh) 一种亚微米级可控元素比例CuSn合金粉的生产方法
KR102496031B1 (ko) 탄화규소 분말, 이의 제조방법 및 탄화규소 단결정
JP2008308369A (ja) 単結晶ＳｉＣ、その製造方法及びその製造装置
WO2008023635A1 (fr) SiC À CRISTAL UNIQUE ET SON PROCÉDÉ DE PRODUCTION
JP2009057221A (ja) 単結晶炭化珪素及びその製造方法
JP4347325B2 (ja) 単結晶ＳｉＣ、その製造方法及び単結晶ＳｉＣの製造装置
WO2008018322A1 (fr) Monocristal de carbure de silicium et son procédé de production
US20180134625A1 (en) Micropowder and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07791652

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07791652

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1