碳化硅粉末、利用其制造碳化硅晶锭的方法及碳化硅晶片技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅粉末、碳化硅粉末的制备方法及碳化硅晶片。碳化硅粉末包含碳和硅，并且在碳化硅粉末中，通过X射线光电子能谱法测量的表面的O1s/C1s是0.28以下。法测量的表面的O1s/C1s是0.28以下。法测量的表面的O1s/C1s是0.28以下。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅粉末、利用其制造碳化硅晶锭的方法及碳化硅晶片


[0001]实施例涉及一种碳化硅粉末、碳化硅晶锭(ingot)的制备方法及碳化硅晶片。

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，并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 bandgap)，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]实施例提供一种具有提高的纯度和低表面氧含量的碳化硅粉末、利用所述碳化硅粉末制造碳化硅晶锭的方法以及具有提高的性能的碳化硅晶片。
[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，并且通过X射线光电子能谱法测量的O1s/C1s可以为0.28以下。
[0010]根据一实施例的碳化硅粉末中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的O1s/Si2p可以为0.39以下。
[0011]根据一实施例的碳化硅粉末中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的表面氧比率可以为13原子％以下。
[0012]根据一实施例的碳化硅粉末中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的N1s/C1s可以为0.018以下。
[0013]根据一实施例的碳化硅粉末中，根据蚀刻时间的氧浓度变化为2原子％/100s以下
的深度的氧浓度可以为5原子％以下。
[0014]根据一实施例的碳化硅粉末中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的Zn2p/C1s可以为0.023以下。
[0015]根据一实施例的碳化硅粉末中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的Mg1s/C1s可以为0.005以下。
[0016]根据一实施例的碳化硅粉末的制备方法包括：提供包含碳化硅的原料的步骤；对所述原料进行粉末化的步骤，以及去除所述原料中包含的杂质的步骤；通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的O1s/C1s可以为0.28以下。
[0017]根据一实施例的碳化硅粉末的制备方法中，去除所述杂质的步骤可以包括蚀刻所述原料的表面的步骤。
[0018]根据一实施例的碳化硅粉末的制备方法中，在蚀刻所述原料的表面的步骤中，可以使用包含氢氟酸和硝酸的蚀刻液。
[0019]根据一实施例的碳化硅晶片包括彼此相对的Si表面和C表面，在所述Si表面中，通过X射线光电子能谱法测量的氧的比率为14原子％以下。
[0020]专利技术效果
[0021]根据实施例的碳化硅粉末在表面上以适当的含量比包含碳和氧。相应地，当使用根据实施例的碳化硅粉末来制造碳化硅晶锭并制造碳化硅晶片时，由于所述氧的含量适当，从而可以减少所述碳化硅晶锭和所述碳化硅晶片的缺陷。
[0022]特别是，由于所述碳化硅粉末在表面上以适当的含量比包含碳和氧，因此在初期热处理步骤中，所述氧可以通过与所述碳的反应轻易被去除。相应地，在所述碳化硅粉末的表面上的氧在初始热处理过程中被去除，并且可以最小化所述碳化硅晶锭生长过程中的缺陷。
[0023]此外，所述氧通过与所述碳反应以二氧化碳等形式被去除，并且可以在所述氧被去除的过程中减少所述碳的消耗量。相应地，即使在所述氧与所述碳一起被去除之后，所述硅和所述碳的比率可以在整个所述碳化硅粉末中是适当的。相应地，根据实施例的碳化硅粉末可以最小化由于所述碳和所述硅的含量不均匀而可能产生的缺陷。
[0024]此外，根据实施例的碳化硅粉末在表面上适当的含量比包含硅和氧。相应地，根据实施例的碳化硅粉末可以有效地防止外部杂质。也就是说，根据实施例的碳化硅粉末在表面上包含含氧保护膜，并且可以有效地防止外部化学冲击。
[0025]根据实施例的碳化硅粉末可以制造具有提高的性能的碳化硅晶片。
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是示出生长碳化硅晶锭的过程的剖视图。
[0033]图8是示出根据实施例1制备的碳化硅粉末中，通过X射线能谱法测量的粉末表面的元素含量的图表。
[0034]图9是示出根据实施例2制备的碳化硅粉末中，通过X射线能谱法测量的粉末表面的元素含量的图表。
[0035]图10是示出根据比较例1制备的碳化硅粉末中，通过X射线能谱法测量的粉末表面的元素含量的图表。
[0036]图11是示出根据比较例2制备的碳化硅粉末中，通过X射线能谱法测量的粉末表面的元素含量的图表。
[0037]图12是示出根据实施例1制备的碳化硅粉末中，随着蚀刻时间通过X射线能谱法测量的碳化硅粉末的元素含量的图表。
[0038]图13是示出根据实施例2制备的碳化硅粉末中，随着蚀刻时间通过X射线能谱法测量的碳化硅粉末的元素含量的图表。
[0039]图14是示出根据比较例1制备的碳化硅粉末中，随着蚀刻时间通过X射线能谱法测量的碳化硅粉末的元素含量的图表。
[0040]图15是示出根据比较例2制备的碳化硅粉末中，随着蚀刻时间通过X射线能谱法测量的碳化硅粉末的元素含量的图表。
[0041]附图标记说明
[0042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X射线光电子能谱法测量的O1s/C1s为0.28以下。2.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的O1s/Si2p为0.39以下。3.根据权利要求2所述的碳化硅粉末，其中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的表面氧比率为13原子％以下。4.根据权利要求3所述的碳化硅粉末，其中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的N1s/C1s为0.018以下。5.根据权利要求4所述的碳化硅粉末，其中，根据蚀刻时间的氧浓度变化为2原子％/100s以下的深度的氧浓度是5原子％以下。6.根据权利要求1所述的碳化硅粉末，其中，通过所述X射线光电子能谱法测量的表面的Zn2p/C1s为0.023以下。7....

【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：