KR20130072010A - 탄화규소 분말 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말은, 종횡비가 0.5 이하이다.
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말의 제조 방법은, 출발물질을 준비하는 단계; 상기 출발물질을 승온하는 단계; 및 상기 출발물질을 열처리하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말의 제조 방법은, 출발물질을 준비하는 단계; 상기 출발물질을 승온하는 단계; 및 상기 출발물질을 열처리하는 단계를 포함한다.
Description
본 기재는 탄화규소 분말 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기, 전자 산업분야 및 기계부품 분야에 있어서의 소재의 중요도는 매우 높아 실제 최종 부품의 특성 및 성능지수를 결정하는 중요한 요인이 되고 있다.
대표적인 반도체 소자 재료로 사용된 Si은 섭씨 100도 이상의 온도에 취약해 잦은 오작동과 고장을 일으키기 때문에, 다양한 냉각장치를 필요로 한다. Si이 이러한 물리적 한계를 보이게 됨에 따라, 차세대 반도체 소자 재료로서 SiC, GaN, AlN 및 ZnO 등의 광대역 반도체 재료가 각광을 받고 있다.
여기서, GaN, AlN 및 ZnO 에 비해 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. 특히, SiC 단결정 성장 기술이 현실적으로 가장 안정적으로 확보되어, 기판으로서 산업적 생산 기술이 가장 앞서있다.
이러한 SiC 단결정 성장 시, 일반적으로 SiC 분말을 원료로 사용하는데, 상기 원료의 크기와 형상은 단결정의 품질에 중요한 영향을 미친다. 기존의 열탄소환원법을 이용한 SiC 분말 합성 공정에서는 분말 크기를 제어하는 것이 어렵기 때문에, 다양한 크기와 형상의 분말을 얻을 수 없다. 따라서, 원료의 크기와 형상을 제어하여 고품질의 단결정을 성장하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
실시예는 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있는 소재를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말은, 종횡비가 0.5 이하이다.
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말의 제조 방법은, 출발물질을 준비하는 단계; 상기 출발물질을 승온하는 단계; 및 상기 출발물질을 열처리하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말의 종횡비는 0.5 이하이다. 이는 단결정 성장 시, 탄화규소 분말의 승화는 주로 기저(basal)면보다 수직면에서 일어남을 고려한 것이다. 이러한 승화 거동은 원료 분말의 형상에 영향을 받게 된다. 즉, 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말의 종횡비가 0.5 이하로 구비됨으로써, 단결정 성장 시, 보다 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 단결정 성장 시, 탄화규소 분말의 승화 거동을 보다 쉽게 제어할 수 있고, 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말을 설명하기 위한 도면이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말의 사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말(10)은 육각 기둥의 형태를 가질 수 있다. 즉, 탄화규소 분말(10)은 헥사고날(hexagonal)의 형태를 가질 수 있다. 또한, 실시예에 따른 탄화규소 분말(10)은 이방성을 가진다.
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말(10)의 종횡비는 0.5 이하이다. 이는 단결정 성장 시, 탄화규소 분말(10)의 승화는 주로 기저(basal)면(ab면) 보다 수직면(ac면, bc면)에서 일어남을 고려한 것이다. 이러한 승화 거동은 원료 분말의 형상에 영향을 받게 된다. 즉, 실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말(10)의 종횡비가 0.5 이하로 구비됨으로써, 단결정 성장 시, 보다 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 단결정 성장 시, 탄화규소 분말(10)의 승화 거동을 보다 쉽게 제어할 수 있고, 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있다.
실시예에 따른 단결정 성장용 탄화규소 분말(10)의 제조 방법은, 출발물질을 준비하는 단계, 승온하는 단계 및 열처리하는 단계를 포함한다.
상기 출발물질을 준비하는 단계에서는 탄화규소 분말(10)이 되기 위한 출발물질을 준비할 수 있다. 상기 출발물질은 탄화규소를 포함한다.
상기 출발물질의 입도가 5 um 이하 일 수 있다. 바람직하게는 상기 출발물질의 입도가 1 um 이하일 수 있다. 일례로, 상기 출발물질의 입도가 0.1 um 내지 5 um 일 수 있다. 상기 출발물질의 입도가 작아질수록 상기 열처리하는 단계에서의 열처리 온도가 낮아질 수 있다.
상기 출발물질의 입도가 10 um 이상일 경우, 고온 열처리시 이방형보다는 등방형의 탄화규소 분말(10)이 지배적으로 형성된다. 특히, 상기 출발물질의 입도가 40 um 이상일 경우, 고온 열처리시 이방형보다는 등방형의 탄화규소 분말(10)이 지배적으로 형성된다. 상기 등방형의 탄화규소 분말(10)의 경우, 종횡비가 0.3 이상의 큐빅(cubic)상이다.
상기 승온하는 단계에서는 상기 출발물질을 승온할 수 있다. 상기 승온하는 단계에서의 승온속도는 5 ℃/min 이상일 수 있다. 상기 승온하는 단계에서 승온속도가 높을수록 제조되는 탄화규소 분말(10)의 형상을 쉽게 제어할 수 있다.
상기 출발물질의 입도가 5 um 이하로 작더라도, 상기 승온속도가 5 ℃/min 미만으로 느리게 승온될 경우, 이방형보다는 등방형의 탄화규소 분말(10)이 지배적으로 형성된다.
상기 열처리하는 단계에서는 상기 출발물질을 열처리할 수 있다. 상기 열처리하는 단계에서는 1900 ℃이상의 온도로 열처리할 수 있다. 앞서 설명했듯이 상기 출발물질의 입도가 작아질수록 상기 열처리하는 단계에서의 열처리 온도가 낮아질 수 있다.
상술한 실시예에 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (3)
- 출발물질을 준비하는 단계;
상기 출발물질을 승온하는 단계; 및
상기 출발물질을 열처리하는 단계를 포함하고,
상기 출발물질은 탄화규소를 포함하고, 상기 출발물질의 입도가 0.1 um 내지 5 um이고,
상기 승온하는 단계에서의 승온속도는 5 ℃/min 이상이며,
상기 열처리하는 단계에서는 1900 ℃이상의 온도로 열처리하는 단결정 성장용 탄화규소 분말의 제조 방법. - 종횡비가 0.5 이하인 단결정 성장용 탄화규소 분말.
- 제2항에 있어서,
상기 단결정 성장용 탄화규소 분말은 육각기둥 형상인 단결정 성장용 탄화규소 분말.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170017424A (ko) * | 2015-08-06 | 2017-02-15 | 엘지이노텍 주식회사 | 탄화규소 분말, 이의 제조방법 및 탄화규소 단결정 |
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- 2011-12-21 KR KR1020110139548A patent/KR20130072010A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR20170017424A (ko) * | 2015-08-06 | 2017-02-15 | 엘지이노텍 주식회사 | 탄화규소 분말, 이의 제조방법 및 탄화규소 단결정 |
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