碳化硅粉末以及利用其制造碳化硅晶锭的方法技术

公开了一种碳化硅粉末以及利用其制造碳化硅晶锭的方法。碳化硅粉末包含碳和硅并且通过二维图像分析测量的颗粒圆形度为0.4至0.9。过二维图像分析测量的颗粒圆形度为0.4至0.9。过二维图像分析测量的颗粒圆形度为0.4至0.9。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅粉末以及利用其制造碳化硅晶锭的方法


[0001]实施例涉及一种碳化硅粉末以及制造碳化硅晶锭(ingot)的方法。

技术介绍

[0002]碳化硅(silicon carbide，SiC)具有优异的耐热性和机械强度，且具有很强的抗辐射性能，且具有可用于制造大口径基板的优点。此外，碳化硅具有优异的物理强度和耐化学性，且具有较大的能带隙(energy band gap)，还具有较大的电子饱和漂移速度和耐压。因此，不仅广泛用于需要满足大功率、高效、耐高压、大容量的半导体器件中，还广泛用于磨具、轴承、防火板等中。
[0003]碳化硅可通过对碳化硅废弃物等碳原料进行热处理或通电等多种方法制备。作为现有方法，具有艾奇逊法、反应烧结法、常压烧结法、化学气相沉积(CVD，chemical vapor deposition)法等。然而，这些方法的问题在于碳原料的残留，并且还具有如下缺陷，即这些残留物作为杂质使碳化硅的热、电和机械性能降低。
[0004]作为一例，日本公开专利第2002
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326876号公开了为了使硅源和碳源聚合或交联(cross
‑
link)，在诸如氩(Ar)的惰性气体条件以及高温条件下，使经过热处理工艺的碳化硅前驱体反应的方法。然而，由于这种工艺需在真空或惰性气体条件下，在1800℃至2100℃的高温进行热处理，因此存在制造单价高和粉末尺寸不均匀的问题。
[0005]并且，用于太阳能电池和半导体行业的晶片是从由石墨等制成的坩埚内的硅晶锭生长而制造的，在该制造过程中，不仅含有碳化硅的废弃物浆(waste slurry)，而且会大量产生吸附在坩埚内壁的碳化硅废弃物。迄今为止，对这种废弃物进行填埋处理，造成了环境问题并产生了很多废弃成本。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]实施例提供一种能够提高晶锭的生长率且能降低碳化硅的缺陷晶片的缺陷的碳化硅粉末以及利用其制造碳化硅晶片的方法。
[0008]用于解决问题的手段
[0009]根据一实施例的碳化硅粉末包含碳和硅，通过二维图像分析测量的颗粒圆形度为0.4至0.9。
[0010]一实施例中，所述通过二维图像分析测量的颗粒椭圆度可以为0.92以上。
[0011]一实施例中，通过所述二维图像分析测量的颗粒曲率可以为0.8至0.99。
[0012]一实施例中，所述通过二维图像分析测量的颗粒伸长率可以为0.7至0.95。
[0013]一实施例中，所述通过二维图像分析测量的填充空间伸长率可以为0.6至0.9。
[0014]一实施例中，所述通过二维图像分析测量的填充空间曲率可以为0.8至0.95。
[0015]一实施例中，所述通过二维图像分析测量的等效圆直径可以为200μm至350μm。
[0016]一实施例中，所述通过二维图像分析测量的等效圆直径可以为350μm至700μm。
[0017]一实施例中，所述通过二维图像分析测量的等效圆直径可以为800μm至3500μm。
[0018]根据一实施例的碳化硅晶片的制造方法，包括：准备包含碳和硅并且通过二维图像分析测量的颗粒圆形度为0.4至0.9的碳化硅粉末的步骤；使用所述碳化硅粉末来使碳化硅晶锭生长的步骤；以及对所述碳化硅晶锭进行加工的步骤。
[0019]一实施例中，在使所述碳化硅晶锭生长的步骤中，坩埚内填充所述碳化硅粉末，并且填充在所述坩埚内的碳化硅粉末的孔隙率为10vol％至50vol％，在使所述碳化硅晶锭生长的步骤中，所述碳化硅晶锭的生长速度可以为250μm至400μm。
[0020]专利技术效果
[0021]根据实施例的碳化硅粉末具有适当范围内的颗粒圆形度。并且，根据实施例的碳化硅粉末可以具有适当范围内的颗粒椭圆度。并且，根据实施例的碳化硅粉末可以具有适当范围内的颗粒曲率。并且，根据实施例的碳化硅粉末可以具有适当范围内的颗粒伸长率。并且，根据实施例的碳化硅粉末可以具有适当范围内的填充空间伸长率。并且，根据实施例的碳化硅粉末可以具有适当范围内的填充空间曲率。
[0022]由此，当根据实施例的碳化硅粉末填充在坩埚中以制造碳化硅晶锭和碳化硅晶片时，可以具有适当的形状以实现适当的孔隙率和适当的导热率。
[0023]由此，当根据实施例的碳化硅粉末填充在所述坩埚中时，具有在水平方向上提高的导热率，且具有适当范围内的孔隙率。由此，当根据实施例的碳化硅粉末填充在所述坩埚内，且被加热以进行所述碳化硅晶锭的生长时，可以在水平方向上具有均匀的温度梯度，并且轻易将升华到所述孔隙中的碳化硅气体转移到碳化硅晶种中。
[0024]由此，根据实施例的碳化硅粉末可以以提高的速度并且以均匀的速度将所述升华的碳化硅气体转移到上方。因此，根据实施例的碳化硅粉末可以提高所述碳化硅晶锭的生长率。并且，由于所述碳化硅气体整体上以均匀的速度升华，因此可以减少所述碳化硅晶锭和所述碳化硅晶片的缺陷。
[0025]所述碳化硅晶锭的生长工艺可以取决于根据实施例的碳化硅粉末的颗粒形状。此时，所述碳化硅粉末的颗粒形状和颗粒表面特性可以通过破碎工艺、粉碎工艺和蚀刻工艺被适当地调节。通过所述二维图像分析，可以判断根据实施例的碳化硅粉末的颗粒形状和颗粒表面特性。当根据实施例的碳化硅粉末具有适当范围内的颗粒圆形度、颗粒椭圆度、颗粒曲率、颗粒伸长率、填充空间伸长率和填充空间曲率时，可以具有对所述碳化硅晶锭的生长产生积极影响的颗粒形状和颗粒表面。
附图说明
[0026]图1是示出根据一实施例的碳化硅粉末的制备过程的流程图。
[0027]图2是示出根据一实施例的碳化硅粉末的制备过程的流程图。
[0028]图3是示出根据一实施例的碳化硅粉末的制备过程的流程图。
[0029]图4是示出根据一实施例的碳化硅粉末的制备过程的流程图。
[0030]图5是示出根据一实施例的碳化硅粉末的制备过程的流程图。
[0031]图6是示出根据一实施例的碳化硅粉末的制备过程的流程图。
[0032]图7是示出使碳化硅晶锭生长的过程的剖视图。
[0033]图8是示出根据制备例1制备的碳化硅粉末中包含的颗粒的二维图像的图。
[0034]图9是示出根据制备例2制备的碳化硅粉末中包含的颗粒的二维图像的图。
[0035]附图标记的说明：
[0036]坩埚本体20
[0037]绝缘材料40
[0038]碳化硅晶锭12
具体实施方式
[0039]下面通过体现例对本专利技术进行详细说明。体现例不限于以下公开的内容，而可以以各种形式修改，只要不改变本专利技术的主旨即可。
[0040]在本说明书中，当某个部分“包含”某一构成要素时，除非另有说明，否则意味着还可以包含其他构成要素组分，而不是排除其他构成要素。
[0041]应当理解，除非另有记载，否则本说明书中记载的所有表示构成成分的量、反应条件等的数字和表述在所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅粉末，其中，包含：碳和硅，通过二维图像分析测量的颗粒圆形度为0.4至0.9。2.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，所述通过二维图像分析测量的颗粒椭圆度为0.92以上。3.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，所述通过二维图像分析测量的颗粒曲率为0.8至0.99。4.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，所述通过二维图像分析测量的颗粒伸长率为0.7至0.95。5.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，所述通过二维图像分析测量的填充空间伸长率为0.6至0.9。6.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，所述通过二维图像分析测量的填充空间曲率为0.8至0.95。7.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，所述通过二维图像分析测量的等效圆直径为200μm至350μm。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴钟辉，具甲烈，金政圭，崔正宇，徐正斗，甄明玉，
申请(专利权)人：赛尼克公司，
类型：发明
国别省市：