KR101950876B1 - Apparatus and method of fabricating silicon carbide - Google Patents

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Abstract

실리콘 카바이드 제조장치 및 실리콘 카바이드 제조 방법이 제공된다. 실리콘 카바이드 제조장치는 원료를 수용하는 반응로; 상기 반응로 내에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극과 이격되는 제 2 전극; 상기 반응로에 원료를 공급하는 소스 공급부; 및 상기 반응로에서 생성된 입자들을 포집하는 입자 포집부를 포함한다.A silicon carbide manufacturing apparatus and a silicon carbide manufacturing method are provided. The silicon carbide manufacturing apparatus comprises a reactor for containing a raw material; A first electrode disposed in the reaction furnace; A second electrode spaced apart from the first electrode; A source supply unit for supplying a raw material to the reaction furnace; And a particle collecting unit for collecting particles generated in the reaction furnace.

Description

실리콘 카바이드 제조 장치 및 실리콘 카바이드 제조 방법{APPARATUS AND METHOD OF FABRICATING SILICON CARBIDE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a silicon carbide manufacturing apparatus and a method of manufacturing silicon carbide,

실시예는 실리콘 카바이드 제조 장치 및 실리콘 카바이드 제조 방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a silicon carbide manufacturing apparatus and a silicon carbide manufacturing method.

일반적으로, 전기, 전자 산업분야 및 기계부품 분야에 있어서의 소재의 중요도는 매우 높아 실제 최종 부품의 특성 및 성능지수를 결정하는 중요한 요인이 되고 있다.In general, the importance of materials in the fields of electric, electronic industry, and machine parts is very high, which is an important factor in determining the characteristics and performance indices of actual final parts.

SiC는 열적 안정성이 우수하고, 내산화성이 우수한 특징을 가지고 있다. 또한, SiC는 4.6W/Cm℃ 정도의 우수한 열 전도도를 가지고 있으며, 직경 2인치 이상의 대구경의 기판으로서 생산 가능하다는 장점이 있다.SiC has excellent thermal stability and excellent oxidation resistance. In addition, SiC has an excellent thermal conductivity of about 4.6 W / Cm < 0 > C, and can be produced as a substrate having a diameter of 2 inches or more.

실시예는 실리콘 카바이드 입자의 크기 및 실리콘 카바이드의 조성의 제어가 용이하고, 실리콘 카바이드를 대량으로 연속적으로 제조할 수 있는 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.The embodiments are intended to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method which can easily control the size of silicon carbide particles and the composition of silicon carbide and can continuously produce silicon carbide in a large quantity continuously.

실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 원료를 수용하는 반응로; 상기 반응로 내에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극과 이격되는 제 2 전극; 상기 반응로에 원료를 공급하는 소스 공급부; 및 상기 반응로에서 생성된 입자들을 포집하는 입자 포집부를 포함한다.The apparatus for producing a silicon carbide according to an embodiment includes a reactor for containing a raw material; A first electrode disposed in the reaction furnace; A second electrode spaced apart from the first electrode; A source supply unit for supplying a raw material to the reaction furnace; And a particle collecting unit for collecting particles generated in the reaction furnace.

실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 방법은 반응로에 실리콘을 공급하는 단계; 탄소를 포함하는 전극을 사용하여 상기 실리콘을 가열하는 단계; 상기 실리콘 및 상기 탄소를 반응시켜서 다수 개의 실리콘 카바이드 입자들을 형성하는 단계; 및 상기 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 단계를 포함한다.A method for producing silicon carbide according to an embodiment includes: supplying silicon to a reactor; Heating the silicon using an electrode comprising carbon; Reacting the silicon and the carbon to form a plurality of silicon carbide particles; And collecting the silicon carbide particles.

실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 소스 공급부를 통하여, 반응로에 연속적으로 실리콘 및/또는 탄소를 공급할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 입자 포집부를 사용하여, 형성된 실리콘 카바이드 입자들을 연속적으로 포집할 수 있다.A silicon carbide manufacturing apparatus according to an embodiment can continuously supply silicon and / or carbon to the reactor through a source supply. Further, the apparatus for producing a silicon carbide according to the embodiment can continuously collect the formed silicon carbide particles using a particle collecting unit.

따라서, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 연속적으로 실리콘 카바이드를 형성할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 대량으로 실리콘 카바이드 입자들을 제조할 수 있다.Thus, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment can continuously form silicon carbide. Thus, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment can manufacture silicon carbide particles in a large amount.

또한, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 실리콘 카바이드 입자들을 포집한다. 특히, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 생성된 실리콘 카바이드 입자들을 크기 별로 선택적으로 포집할 수 있다.Further, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment collects silicon carbide particles. In particular, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment can selectively collect generated silicon carbide particles by size.

또한, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 반응로에 탄화 수소 등의 탄소를 포함하는 기체를 공급할 수 있다. 이에 따라서, 반응로 내의 탄소의 함량이 용이하게 제어될 수 있고, 최종 실리콘 카바이드 입자의 탄소의 조성도 용이하게 제어될 수 있다.Further, the apparatus for producing silicon carbide according to the embodiment can supply a gas containing carbon such as hydrocarbon to the reactor. Accordingly, the content of carbon in the reactor can be easily controlled, and the composition of carbon of the final silicon carbide particles can be easily controlled.

도 1은 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 실리콘 카바이드 입자들을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 반응로 내의 기체의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a view showing a silicon carbide manufacturing apparatus according to an embodiment.
2 is a view showing a process of manufacturing silicon carbide particles.
3 is a view showing the flow of gas in the reaction furnace.

실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.In the description of the embodiments, it is described that each substrate, frame, sheet, layer or pattern is formed "on" or "under" each substrate, frame, sheet, In this case, "on" and "under " all include being formed either directly or indirectly through another element. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 1은 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 실리콘 카바이드 입자들을 제조하는 과정을 도시한 도면이다. 도 3은 반응로 내의 기체의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a view showing a silicon carbide manufacturing apparatus according to an embodiment. 2 is a view showing a process of manufacturing silicon carbide particles. 3 is a view showing the flow of gas in the reaction furnace.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 반응로(100), 캡핑부(110), 양극(210), 음극(220), 소스 공급부(300, 400) 및 입자 포집부(500, 600, 700)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the apparatus for producing silicon carbide according to an embodiment includes a reaction chamber 100, a capping unit 110, an anode 210, a cathode 220, a source supply unit 300 and a particle collecting unit 500 , 600, 700).

상기 반응로(100)는 실리콘 카바이드(silicon carbide)를 형성하기 위한 원료(10)를 수용한다. 상기 원료(10)는 실리콘 분말일 수 있다. 또한, 상기 원료(10)는 탄소 분말을 더 포함할 수 있다. 상기 원료(10)는 상기 반응로(100)의 하부에 채워질 수 있다.The reactor 100 receives a raw material 10 for forming a silicon carbide. The raw material 10 may be a silicon powder. In addition, the raw material 10 may further include carbon powder. The raw material 10 may be filled in the lower part of the reactor 100.

상기 반응로(100)는 높은 내열성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반응로(100)로 흑연 등이 사용될 수 있다. 상기 반응로(100)는 통 형상을 가질 수 있다.The reactor 100 may be formed of a material having high heat resistance. For example, graphite or the like may be used as the reactor 100. The reactor 100 may have a tubular shape.

상기 캡핑부(110)는 상기 반응로(100)를 덮는다. 상기 캡핑부(110)는 상기 반응로(100)를 밀폐시킬 수 있다. 상기 캡핑부(110)는 높은 내열성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 캡핑부(110)로 흑연 등이 사용될 수 있다.The capping unit 110 covers the reactor 100. The capping unit 110 may seal the reactor 100. The capping portion 110 may be formed of a material having high heat resistance. For example, graphite or the like may be used for the capping portion 110.

상기 양극(210)은 상기 반응로(100) 내에 배치된다. 상기 양극(210)은 상기 캡핑부(110)를 관통할 수 있다. 이때, 상기 양극(210) 및 상기 캡핑부(110) 사이에는 제 1 절연체가 개재될 수 있다. 상기 제 1 절연체는 상기 양극(210)의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 상기 양극(210) 및 상기 캡핑부(110)는 상기 제 1 절연체에 의해서 서로 절연될 수 있다. 상기 제 1 절연체로 사용되는 물질의 예로서는 세라믹 등을 들 수 있다.The anode 210 is disposed in the reactor 100. The anode 210 may penetrate the capping unit 110. At this time, a first insulator may be interposed between the anode 210 and the capping unit 110. The first insulator may surround the outer circumferential surface of the anode 210. The anode 210 and the capping portion 110 may be insulated from each other by the first insulator. Examples of the material used as the first insulator include ceramics and the like.

상기 양극(210)은 상기 캡핑부(110)로부터 상기 원료(10)까지 연장될 수 있다. 상기 캡핑부(110)는 상기 원료(10)와 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 양극(210)은 기둥 형상을 가질 수 있다. 상기 양극(210)의 끝단은 상기 원료(10)의 상면과 소정의 간격으로 이격될 수 있다.The anode 210 may extend from the capping portion 110 to the raw material 10. The capping portion 110 may be spaced apart from the raw material 10 by a predetermined distance. For example, the anode 210 may have a columnar shape. The ends of the anode 210 may be spaced apart from the upper surface of the raw material 10 by a predetermined distance.

상기 양극(210)은 도전체이다. 더 자세하게, 상기 양극(210)은 탄소를 포함한다. 즉, 상기 양극(210)은 탄소 봉일 수 있다. 더 자세하게, 상기 양극(210)은 흑연을 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 양극(210)은 상기 반응로(100) 내에 탄소를 공급하는 탄소 공급원일 수 있다.The anode 210 is a conductor. More specifically, the anode 210 comprises carbon. That is, the anode 210 may be a carbon rod. More specifically, the anode 210 may comprise graphite. Accordingly, the anode 210 may be a carbon source for supplying carbon in the reactor 100.

상기 양극(210)은 상기 반응로(100)의 중앙 부분에 배치될 수 있다. 도 1에서는 상기 양극(210)은 1 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 다수 개일 수 있다.The anode 210 may be disposed at a central portion of the reactor 100. In FIG. 1, the anode 210 is shown as one, but the present invention is not limited thereto.

상기 음극(220)은 상기 양극(210)과 이격된다. 더 자세하게, 상기 음극(220)의 끝단은 상기 양극(210)의 끝단과 서로 대향되며, 서로 이격될 수 있다. 상기 음극(220)은 상기 반응로(100)에 구비될 수 있다. 더 자세하게, 상기 음극(220)은 상기 반응로(100)의 하부에 설치될 수 있다. 상기 음극(220)은 상기 반응로(100)를 관통할 수 있다. 상기 음극(220)은 상기 원료(10)와 직접 접촉될 수 있다.The cathode 220 is spaced apart from the anode 210. More specifically, the ends of the cathodes 220 are opposed to and spaced from the ends of the anodes 210. The cathode 220 may be provided in the reactor 100. More specifically, the cathode 220 may be installed below the reactor 100. The cathode 220 may pass through the reactor 100. The cathode 220 may be in direct contact with the raw material 10.

또한, 상기 음극(220) 및 상기 반응로(100) 사이에는 제 2 절연체가 개재될 수 있다. 상기 제 2 절연체는 상기 음극(220)의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 상기 제 2 절연체는 상기 상기 음극(220) 및 상기 반응로(100)를 서로 절연시킨다.A second insulator may be interposed between the cathode 220 and the reactor 100. The second insulator may surround the outer circumferential surface of the cathode 220. The second insulator insulates the cathode 220 and the reactor 100 from each other.

상기 음극(220)은 도전체이다. 더 자세하게, 상기 음극(220)은 높은 내열성을 가진다. 상기 음극(220)은 흑연을 포함할 수 있다.The cathode 220 is a conductor. More specifically, the cathode 220 has high heat resistance. The cathode 220 may include graphite.

상기 소스 공급부(300, 400)는 상기 반응로(100)에 상기 원료(10)를 공급한다. 즉, 상기 소스 공급부(300, 400)는 상기 반응로(100)에 실리콘 카바이드를 형성하기 위한 실리콘 및 탄소를 공급한다. The source supply units 300 and 400 supply the raw material 10 to the reactor 100. That is, the source supply units 300 and 400 supply silicon and carbon for forming silicon carbide to the reactor 100.

상기 소스 공급부(300, 400)는 실리콘 공급부(300) 및 탄소 공급부(400)를 포함한다.The source supply units 300 and 400 include a silicon supply unit 300 and a carbon supply unit 400.

상기 실리콘 공급부(300)는 상기 반응로(100)에 실리콘을 공급한다. 더 자세하게, 상기 실리콘 공급부(300)는 상기 반응로(100)에 실리콘을 분말 상태로 공급할 수 있다. 즉, 상기 실리콘 공급부(300)는 상기 반응로(100)에 다수 개의 실리콘 입자들을 공급할 수 있다.The silicon supply unit 300 supplies silicon to the reactor 100. More specifically, the silicon supply unit 300 may supply silicon to the reactor 100 in powder form. That is, the silicon supply unit 300 may supply a plurality of silicon particles to the reactor 100.

상기 실리콘 공급부(300)는 제 1 연결부(310)를 포함한다. 상기 제 1 연결부(310)는 상기 반응로(100)에 연결된다. 연결된다. 상기 제 1 연결부(310)는 상기 실리콘 입자들을 이동시키기 위한 통로이다. 즉, 상기 실리콘 입자들은 상기 제 1 연결부(310)를 통하여, 상기 반응로(100)에 공급된다.The silicon supply part 300 includes a first connection part 310. The first connection part 310 is connected to the reactor 100. . The first connection part 310 is a passage for moving the silicon particles. That is, the silicon particles are supplied to the reactor 100 through the first connection part 310.

상기 실리콘 공급부(300)는 제 1 냉각부(320)를 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 1 냉각부(320)는 상기 제 1 연결부(310)에 구비된다. 상기 제 1 냉각부(320)는 상기 제 1 연결부(310)의 온도를 낮춘다.The silicon supply unit 300 includes a first cooling unit 320. More specifically, the first cooling unit 320 is provided in the first connection unit 310. The first cooling unit 320 lowers the temperature of the first connection unit 310.

이에 따라서, 상기 제 1 냉각부(320)는 상기 반응로(100)에 공급되는 실리콘 입자들의 온도를 감소시킨다. 따라서, 상기 제 1 냉각부(320)는 상기 실리콘 입자들이 상기 반응로(100)에 공급되기 전에 소결되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the first cooling unit 320 reduces the temperature of the silicon particles supplied to the reactor 100. Accordingly, the first cooling unit 320 can prevent the silicon particles from being sintered before being supplied to the reactor 100.

상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100)에 탄소를 공급한다. 상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100)에 탄소를 기체 형태로 공급한다. 더 자세하게, 상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100)에 탄화 수소를 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100)에 메탄, 프로판 또는 아세틸렌 등을 공급할 수 있다.The carbon supplier 400 supplies carbon to the reactor 100. The carbon supply unit 400 supplies carbon to the reactor 100 in the form of gas. More specifically, the carbon supply unit 400 may supply hydrocarbon to the reactor 100. For example, the carbon supply unit 400 may supply methane, propane, acetylene, or the like to the reactor 100.

상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100) 내의 탄소의 양을 효과적으로 제어할 수 있다. 이에 따라서, 상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100) 내에서 생성되는 실리콘 카바이드 입자들의 탄소의 조성을 효과적으로 제어할 수 있다.The carbon supply unit 400 can effectively control the amount of carbon in the reactor 100. Accordingly, the carbon supply unit 400 can effectively control the carbon composition of the silicon carbide particles generated in the reactor 100.

즉, 상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100) 내에서 생성되는 실리콘 카바이드 입자들의 탄소 조성이 낮은 경우, 상기 반응로(100) 내로 더 많은 양의 탄소를 공급한다. 이와는 반대로, 상기 탄소 공급부(400)는 상기 반응로(100) 내에서 생성되는 실리콘 카바이드 입자들의 탄소 조성이 높은 경우, 상기 반응로(100) 내로 더 적은 양의 탄소를 공급한다. 이에 따라서, 상기 반응로(100) 내에서 생성되는 실리콘 카바이드 입자들의 탄소 조성은 적절하게 조절될 수 있다.That is, the carbon supplier 400 supplies a larger amount of carbon into the reactor 100 when the carbon composition of the silicon carbide particles generated in the reactor 100 is low. On the contrary, when the carbon composition of the silicon carbide particles generated in the reactor 100 is high, the carbon supplier 400 supplies a smaller amount of carbon into the reactor 100. Accordingly, the carbon composition of the silicon carbide particles generated in the reaction furnace 100 can be appropriately controlled.

상기 탄소 공급부(400)는 제 2 연결부(410)를 포함한다. 상기 제 2 연결부(410)는 상기 반응로(100)에 연결된다. 상기 제 2 연결부(410)를 통하여, 상기 반응로(100)에 탄소가 공급된다.The carbon supply part 400 includes a second connection part 410. The second connection part 410 is connected to the reactor 100. Carbon is supplied to the reactor 100 through the second connection part 410.

상기 입자 포집부(500, 600, 700)는 상기 반응로(100) 내에서 생성된 실리콘 카바이드 입자들을 모은다. 더 자세하게, 상기 입자 포집부(500, 600, 700)는 상기 반응로(100) 내에서 생성된 실리콘 카바이드 입자들을 포집한다. 또한, 상기 입자 포집부(500, 600, 700)는 상기 실리콘 카바이드 입자들을 크기 별로 포집할 수 있다. 상기 입자 포집부(500, 600, 700)는 제 1 입자 포집부(500), 제 2 입자 포집부(600) 및 제 3 입자 포집부(700)를 포함할 수 있다.The particle collecting units 500, 600, and 700 collect the silicon carbide particles generated in the reactor 100. More specifically, the particle collecting units 500, 600, and 700 collect the silicon carbide particles generated in the reactor 100. In addition, the particle collecting units 500, 600, and 700 may collect the silicon carbide particles by size. The particle collecting units 500, 600, and 700 may include a first particle collecting unit 500, a second particle collecting unit 600, and a third particle collecting unit 700.

상기 제 1 입자 포집부(500)는 상대적으로 낮은 위치에 배치된다. 상기 제 1 입자 포집부(500)의 입구는 상기 원료(10)의 상면보다 더 높은 위치에 배치된다. 이때, 상기 제 1 입자 포집부(500)의 입구 및 상기 원료(10)의 상면 사이의 거리(H)는 상기 원료(10)의 두께의 약 3배 이상 일수 있다. 이에 따라서, 상기 원료(10)의 실리콘 기체가 상기 제 1 입자 포집부(500)로 유입되는 것이 억제될 수 있다.The first particle collecting unit 500 is disposed at a relatively low position. The inlet of the first particle collecting part 500 is disposed at a position higher than the upper surface of the raw material 10. At this time, the distance H between the inlet of the first particle collecting part 500 and the upper surface of the raw material 10 may be about three times or more the thickness of the raw material 10. Accordingly, the silicon particles of the raw material 10 can be prevented from flowing into the first particle collecting part 500.

상기 제 1 입자 포집부(500)는 제 3 연결부(510)를 포함한다. 상기 제 3 연결부(510)는 상기 반응로(100)에 연결된다. 즉, 상기 제 1 입자 포집부(500)의 입구는 상기 제 3 연결부(510)의 입구에 해당된다. 상기 반응로(100) 내의 실리콘 카바이드 입자들은 상기 제 3 연결부(510)를 통하여 유입된다.The first particle collecting part 500 includes a third connecting part 510. The third connection part 510 is connected to the reactor 100. That is, the entrance of the first particle collecting part 500 corresponds to the entrance of the third connecting part 510. The silicon carbide particles in the reactor 100 flow through the third connection part 510.

상기 제 1 입자 포집부(500)는 제 2 냉각부(520)를 포함한다. 상기 제 2 냉각부(520)는 상기 제 3 연결부(510)에 구비될 수 있다. 상기 제 2 냉각부(520)는 유입되는 실리콘 카바이드 입자들의 온도를 낮추어서, 상기 실리콘 카바이드 입자들의 포집을 용이하게 한다.The first particle collecting unit 500 includes a second cooling unit 520. The second cooling unit 520 may be provided in the third connection unit 510. The second cooling unit 520 lowers the temperature of the introduced silicon carbide particles to facilitate the collection of the silicon carbide particles.

상기 제 2 입자 포집부(600)는 상기 제 1 입자 포집부(500) 상에 배치된다. 상기 제 2 입자 포집부(600)는 상기 제 1 입자 포집부(500)보다 더 높은 위치에 배치된다. 상기 제 2 입자 포집부(600)는 상대적으로 중간 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 입자 포집부(600)의 입구는 중력을 기준으로 상기 제 1 입자 포집부(500)의 입부보다 더 높은 위치에 배치될 수 있다.The second particle collecting unit 600 is disposed on the first particle collecting unit 500. The second particle collecting unit 600 is disposed at a higher position than the first particle collecting unit 500. The second particle collecting unit 600 may be disposed at a relatively intermediate position. More specifically, the entrance of the second particle collecting unit 600 may be disposed at a position higher than the entrance of the first particle collecting unit 500 based on gravity.

상기 제 2 입자 포집부(600)는 제 4 연결부(610)를 포함한다. 상기 제 4 연결부(610)는 상기 반응로(100)에 연결된다. 즉, 상기 제 2 입자 포집부(600)의 입구는 상기 제 4 연결부(610)의 입구에 해당된다. 상기 반응로(100) 내의 실리콘 카바이드 입자들은 상기 제 4 연결부(610)를 통하여 유입된다.The second particle collecting part 600 includes a fourth connecting part 610. The fourth connection unit 610 is connected to the reactor 100. That is, the entrance of the second particle collecting part 600 corresponds to the entrance of the fourth connecting part 610. The silicon carbide particles in the reactor 100 flow through the fourth connection part 610.

상기 제 2 입자 포집부(600)는 제 3 냉각부(620)를 포함한다. 상기 제 3 냉각부(620)는 상기 제 4 연결부(610)에 구비될 수 있다. 상기 제 3 냉각부(620)는 유입되는 실리콘 카바이드 입자들의 온도를 낮추어서, 상기 실리콘 카바이드 입자들의 포집을 용이하게 한다.The second particle collecting unit 600 includes a third cooling unit 620. The third cooling unit 620 may be provided in the fourth connection unit 610. The third cooling unit 620 lowers the temperature of the introduced silicon carbide particles to facilitate the collection of the silicon carbide particles.

상기 제 3 입자 포집부(700)는 상기 제 2 입자 포집부(600) 상에 배치된다. 상기 제 3 입자 포집부(700)는 상기 제 2 입자 포집부(600)보다 더 높은 위치에 배치된다. 상기 제 3 입자 포집부(700)는 상대적으로 높은 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 입자 포집부(700)의 입구는 중력을 기준으로 상기 제 2 입자 포집부(600)의 입부보다 더 높은 위치에 배치될 수 있다.The third particle collecting unit 700 is disposed on the second particle collecting unit 600. The third particle collecting unit 700 is disposed at a higher position than the second particle collecting unit 600. The third particle collecting unit 700 may be disposed at a relatively high position. More specifically, the entrance of the third particle collecting unit 700 may be disposed at a position higher than the entrance of the second particle collecting unit 600 on the basis of gravity.

상기 제 3 입자 포집부(700)는 제 5 연결부(710)를 포함한다. 상기 제 5 연결부(710)는 상기 반응로(100)에 연결된다. 즉, 상기 제 3 입자 포집부(700)의 입구는 상기 제 5 연결부(710)의 입구에 해당된다. 상기 반응로(100) 내의 실리콘 카바이드 입자들은 상기 제 5 연결부(710)를 통하여 유입된다.The third particle collecting part 700 includes a fifth connecting part 710. The fifth connection part 710 is connected to the reactor 100. That is, the entrance of the third particle collecting part 700 corresponds to the entrance of the fifth connecting part 710. The silicon carbide particles in the reactor 100 flow through the fifth connection part 710.

상기 제 3 입자 포집부(700)는 제 4 냉각부(720)를 포함한다. 상기 제 4 냉각부(720)는 상기 제 5 연결부(710)에 구비될 수 있다. 상기 제 4 냉각부(720)는 유입되는 실리콘 카바이드 입자들의 온도를 낮추어서, 상기 실리콘 카바이드 입자들의 포집을 용이하게 한다.The third particle collecting unit 700 includes a fourth cooling unit 720. The fourth cooling unit 720 may be provided in the fifth connection unit 710. The fourth cooling unit 720 lowers the temperature of the introduced silicon carbide particles to facilitate the collection of the silicon carbide particles.

상기 제 1 입자 포집부(500)는 중력을 기준으로 상대적으로 낮은 위치에 배치되기 때문에, 상대적으로 큰 직경을 가지는 실리콘 카바이드 입자들을 포집한다. 또한, 상기 제 2 입자 포집부(600)는 중력을 기준으로 중간 위치에 배치되기 때문에, 중간 직경을 가지는 실리콘 카바이드 입자들을 포집할 수 있다. 또한, 상기 제 3 입자 포집부(700)는 중력을 기준으로 상대적으로 높은 위치에 배치되기 때문에, 상대적으로 작은 직경을 가지는 실리콘 카바이드 입자들을 포집할 수 있다.Since the first particle collecting part 500 is disposed at a relatively low position with respect to gravity, it collects silicon carbide particles having a relatively large diameter. In addition, since the second particle collecting unit 600 is disposed at the intermediate position with respect to the gravity, it is possible to collect the silicon carbide particles having the intermediate diameter. In addition, since the third particle collecting unit 700 is disposed at a relatively high position with respect to gravity, it is possible to collect silicon carbide particles having a relatively small diameter.

또한, 상기 제 1 냉각부(320), 상기 제 2 냉각부(520), 상기 제 3 냉각부(620) 및 상기 제 4 냉각부(720)는 냉각을 위해서, 물을 사용할 수 있다.The first cooling unit 320, the second cooling unit 520, the third cooling unit 620, and the fourth cooling unit 720 may use water for cooling.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조장치는 다음과 같은 과정에 의해서 실리콘 카바이드를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 2, a silicon carbide manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention can produce silicon carbide by the following procedure.

먼저, 상기 실리콘 공급부(300)는 상기 반응로(100)에 실리콘을 분말 형태로 공급한다(S10). 이때, 상기 제 1 냉각부(320)에 의해서, 상기 실리콘은 소결되지 않고, 용이하게 분말 형태로 공급될 수 있다. 상기 실리콘 공급부(300)는 상기 반응로(100)에서 실리콘 카바이드를 생성하기 위한 반응이 일어나고 있는 동안에도 실리콘을 계속적으로 공급할 수 있다.First, the silicon supply unit 300 supplies silicon to the reactor 100 in powder form (S10). At this time, the silicon is not sintered by the first cooling part 320 and can be easily supplied in powder form. The silicon supply unit 300 may continuously supply silicon while the reaction for generating silicon carbide in the reactor 100 is taking place.

또한, 상기 실리콘이 공급되는 동안에, 상기 양극(210) 및 상기 음극(220) 사이에는 아크 방전이 일어난다(S20). 이에 따러서, 상기 원료(10)의 상면 및 상기 양극(210) 사이의 온도는 약 3600℃ 이상으로 상승될 수 있다.Also, during the supply of the silicon, an arc discharge occurs between the anode 210 and the cathode 220 (S20). Accordingly, the temperature between the upper surface of the raw material 10 and the anode 210 can be raised to about 3600 ° C. or higher.

또한, 상기 반응로(100)에는 상기 탄소 공급부(400)를 통하여, 탄소를 포함하는 기체가 계속적으로 공급될 수 있다(S30). 상기 탄소를 포함하는 기체는 상기 반응로(100)에서, 실리콘 카바이드를 생성하기 위한 반응이 일어나고 있는 동안에도 계속적으로 공급될 수 있다.In addition, carbon containing gas may be continuously supplied to the reactor 100 through the carbon supply unit 400 (S30). The carbon-containing gas can be continuously supplied in the reactor 100 while the reaction for generating silicon carbide is taking place.

또한, 상기 반응로(100) 내에서는 상기 반응로(100) 내의 실리콘 및 탄소가 서로 반응하여, 다수 개의 실리콘 카바이드 입자들이 계속적으로 생성된다(S40).Also, in the reactor 100, silicon and carbon in the reactor 100 react with each other to continuously generate a plurality of silicon carbide particles (S40).

또한, 상기 생성된 실리콘 카바이드 입자들은 상기 입자 포집부(500, 600, 700)를 통하여 포집된다(S50).Further, the generated silicon carbide particles are collected through the particle collecting units 500, 600 and 700 (S50).

이때, 상기 제 1 입자 포집부(500), 상기 제 2 입자 포집부(600) 및 상기 제 3 입자 포집부(700)는 상기 제 2 냉각부(520), 상기 제 3 냉각부(620) 및 상기 제 4 냉각부(720)를 통하여, 상기 실리콘 카바이드 입자들을 냉각시키고, 용이하게 포집할 수 있다.At this time, the first particle collecting unit 500, the second particle collecting unit 600, and the third particle collecting unit 700 are disposed in the second cooling unit 520, the third cooling unit 620, The silicon carbide particles can be cooled and collected easily through the fourth cooling unit 720.

또한, 상기 제 1 입자 포집부(500)은 상대적으로 큰 직경을 가지는 제 1 실리콘 입자들을 포집한다. 또한, 상기 제 2 입자 포집부는 상대적으로 중간 직경의 제 2 실리콘 입자들을 포집한다. 또한, 상기 제 3 입자 포집부는 상대적으로 작은 직경의 제 3 실리콘 입자들을 포집한다.In addition, the first particle collecting unit 500 collects the first silicon particles having a relatively large diameter. Further, the second particle collecting portion collects the relatively small diameter second silicon particles. Further, the third particle collecting portion collects the third silicon particles having a relatively small diameter.

이와 같은 각각의 공정은 전체적으로 동시에 진행될 수 있다. 즉, 실리콘 공급(S10), 탄화 수소 공급(S20), 아크 방전(S30), 실리콘 카바이드 입자들 생성(S40) 및 상기 실리콘 카바이드 입자들 포집(S50)은 연속 공정으로 동시에 진행될 수 있다.Each of these processes can be carried out at the same time as a whole. That is, the silicon supply S10, the hydrocarbon supply S20, the arc discharge S30, the silicon carbide particles generation S40, and the silicon carbide particles collection S50 may be performed simultaneously in a continuous process.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반응로(100) 내의 기체는 상기 탄소 공급부(400)로부터 상기 입자 포집부(500, 600, 700)로 흐른다. 이에 따라서, 상기 반응로(100) 내에 실리콘 및 탄소가 공급된다. 이후, 상기 양극(210)의 끝단 부분에서, 실리콘 카바이드 입자들이 생성됨과 동시에, 기체의 흐름을 따라서, 상기 입자 포집부(500, 600, 700)로 이동된다.As shown in FIG. 3, the gas in the reactor 100 flows from the carbon supply unit 400 to the particle collecting units 500, 600, and 700. Accordingly, silicon and carbon are supplied into the reactor 100. Silicon carbide particles are generated at the end of the anode 210 and then moved to the particle collecting part 500, 600, 700 along the flow of the gas.

이와 같은 기체의 흐름을 촉진시키기 위해서, 상기 탄소 공급부(400)를 통하여 불활성 기체가 상기 반응로(100) 내로 공급될 수 있다. 즉, 상기 탄소 공급부(400)는 불활성 기체 등을 통하여, 상기 반응로(100) 내의 실리콘 카바이드 입자들의 이동을 제어할 수 있다.In order to promote the flow of the gas, an inert gas may be supplied into the reaction furnace 100 through the carbon supply unit 400. That is, the carbon supply unit 400 can control the movement of the silicon carbide particles in the reactor 100 through an inert gas or the like.

앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 상기 소스 공급부(300, 400)를 통하여, 반응로(100)에 연속적으로 실리콘 및 탄소를 공급하고, 상기 입자 포집부(500, 600, 700)를 사용하여, 상기 실리콘 카바이드 입자들을 연속적으로 포집할 수 있다.As described above, the apparatus for producing silicon carbide according to the embodiment continuously supplies silicon and carbon to the reactor 100 through the source supply units 300 and 400, and the particle collecting units 500, 600 and 700 ) Can be used to continuously collect the silicon carbide particles.

따라서, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 연속적으로 실리콘 카바이드 입자들을 형성할 수 있다. 특히, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조장치는 상기 캡핑부(110)에 의해서, 상기 반응로(100)를 밀폐시키기 때문에, 이와 같은 연속 공정을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 대량으로 실리콘 카바이드 입자들을 제조할 수 있다.Thus, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment can continuously form silicon carbide particles. Particularly, since the reactor 100 is sealed by the capping unit 110, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment can perform such a continuous process. Thus, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment can manufacture silicon carbide particles in a large amount.

또한, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 서로 다른 위치에 배치되는 제 1 입자 포집부(500), 제 2 입자 포집부(600) 및 제 3 입자 포집부(700)를 통하여, 상기 실리콘 카바이드 입자들을 크기 별로 선택적으로 포집할 수 있다.The silicon carbide manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first particle collecting unit 500, a second particle collecting unit 600, and a third particle collecting unit 700 disposed at different positions, Can be selectively collected by size.

또한, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 상기 탄소 공급부(400)를 통하여, 반응로(100) 내의 탄소의 함량이 용이하게 제어될 수 있고, 최종 실리콘 카바이드 입자의 탄소의 조성도 용이하게 제어될 수 있다.In addition, in the apparatus for producing silicon carbide according to the embodiment, the carbon content in the reactor 100 can be easily controlled through the carbon supply unit 400, and the carbon composition of the final silicon carbide particles can be easily controlled .

따라서, 실시예에 따른 실리콘 카바이드 제조 장치는 향상된 품질의 실리콘 카바이드를 제조할 수 있다.Therefore, the silicon carbide manufacturing apparatus according to the embodiment can manufacture silicon carbide of improved quality.

또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (16)

원료를 수용하는 반응로;
상기 반응로 내에 배치되는 제 1 전극;
상기 제 1 전극과 이격되는 제 2 전극;
상기 반응로에 원료를 공급하는 소스 공급부; 및
상기 반응로에서 생성된 입자들을 포집하는 입자 포집부를 포함하고,
상기 입자 포집부는 상기 반응로에서 생성된 실리콘 카바이드 입자들을 포집하고,
상기 입자 포집부는
제 1 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 제 1 입자 포집부; 및
상기 제 1 입자 포집부 상에 배치되고, 상기 제 1 실리콘 카바이드 입자들보다 더 작은 직경을 가지는 제 2 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 제 2 입자 포집부를 포함하는 실리콘 카바이드 제조장치.A reactor for containing the raw material;
A first electrode disposed in the reaction furnace;
A second electrode spaced apart from the first electrode;
A source supply unit for supplying a raw material to the reaction furnace; And
And a particle collecting unit for collecting particles generated in the reaction furnace,
The particle collecting section collects the silicon carbide particles generated in the reactor,
The particle collecting unit
A first particle collecting part for collecting the first silicon carbide particles; And
And a second particle collecting portion disposed on the first particle collecting portion and collecting second silicon carbide particles having a smaller diameter than the first silicon carbide particles. 제 1 항에 있어서, 상기 반응로를 덮는 캡핑부를 포함하는 실리콘 카바이드 제조장치.The apparatus for manufacturing a silicon carbide according to claim 1, comprising a capping portion covering the reaction furnace. 제 1 항에 있어서, 상기 반응로 내의 기체는 상기 소스 공급부로부터 상기 입자 포집부로 흐르는 실리콘 카바이드 제조장치.The apparatus for producing silicon carbide according to claim 1, wherein the gas in the reaction furnace flows from the source supply portion to the particle collecting portion. 제 1 항에 있어서, 상기 원료는 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이의 아크 방전에 의해서 가열되는 실리콘 카바이드 제조장치.The apparatus for manufacturing a silicon carbide according to claim 1, wherein the raw material is heated by an arc discharge between the first electrode and the second electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 소스 공급부는
상기 반응로에 실리콘 입자들을 공급하는 실리콘 공급부; 및
상기 반응로에 탄화 수소를 포함하는 기체를 공급하는 탄소 공급부를 포함하는 실리콘 카바이드 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the source supply unit
A silicon supply for supplying silicon particles to the reactor; And
And a carbon supply unit for supplying a gas containing hydrocarbon to the reaction furnace. 제 5 항에 있어서, 상기 실리콘 공급부에 구비되는 냉각부를 포함하는 실리콘 카바이드 제조장치.6. The apparatus of claim 5, further comprising a cooling unit provided in the silicon supply unit. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 입자 포집부는
상기 제 2 입자 포집부 상에 배치되고, 상기 제 2 실리콘 카바이이드 입자들보다 더 작은 직경을 가지는 제 3 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 제 3 입자 포집부를 포함하는 실리콘 카바이드 제조장치.The apparatus according to claim 1, wherein the particle collecting unit
And a third particle collecting portion disposed on the second particle collecting portion and collecting third silicon carbide particles having a smaller diameter than the second silicon carbide particles. 제 1 항에 있어서, 상기 입자 포집부는 냉각부를 포함하는 실리콘 카바이드 제조장치.The apparatus for manufacturing a silicon carbide according to claim 1, wherein the particle collecting section includes a cooling section. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 탄소를 포함하는 실리콘 카바이드 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the first electrode comprises carbon. 반응로에 실리콘을 공급하는 단계;
탄소를 포함하는 전극을 사용하여 상기 실리콘을 가열하는 단계;
상기 실리콘 및 상기 탄소를 반응시켜서 다수 개의 실리콘 카바이드 입자들을 형성하는 단계; 및
상기 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 단계를 포함하고,
상기 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 단계는, 제 1 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 제 1 입자 포집부 및 중력을 기준으로 상기 제 1 입자 포집부 상에 배치되며 상기 제 1 실리콘 카바이드 입자들보다 더 작은 직경을 가지는 제 2 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 제 2 입자 포집부를 사용하여 상기 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 단계인 실리콘 카바이드 제조 방법.Supplying silicon to the reactor;
Heating the silicon using an electrode comprising carbon;
Reacting the silicon and the carbon to form a plurality of silicon carbide particles; And
Collecting the silicon carbide particles,
Wherein the step of collecting the silicon carbide particles comprises the steps of: providing a first particle collector for collecting the first silicon carbide particles and a second particle collector for collecting the first silicon carbide particles on the first particle collector based on gravity, Wherein the step of trapping the silicon carbide particles is carried out using a second particle trapping section for trapping the second silicon carbide particles. 제 12 항에 있어서, 상기 반응로에 탄화 수소를 공급하는 단계를 포함하는 실리콘 카바이드 제조 방법.13. The method of claim 12, comprising supplying hydrocarbon to the reactor. 제 12 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 단계에서,
상기 실리콘 카바이드 입자들은 냉각되는 실리콘 카바이드 제조 방법.13. The method of claim 12, wherein, in the step of collecting the silicon carbide particles,
Wherein the silicon carbide particles are cooled. 삭제delete 제 12 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 단계는, 중력을 기준으로 상기 제 2 입자 포집부 상에 배치되며 상기 제 2 실리콘 카바이드 입자들보다 더 작은 직경을 가지는 제 3 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 제 3 입자 포집부를 사용하여, 상기 실리콘 카바이드 입자들을 포집하는 실리콘 카바이드 제조 방법.13. The method of claim 12, wherein collecting the silicon carbide particles comprises collecting third silicon carbide particles disposed on the second particle collector based on gravity and having a smaller diameter than the second silicon carbide particles, And a third particle collecting portion for collecting the silicon carbide particles.
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