[发明专利]碳化硅粉末和制造碳化硅粉末的方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅粉末和制造所述碳化硅粉末的方法。

背景技术

近年来，已经将碳化硅(SiC)单晶用作用于制造半导体装置的半导体衬底。与更经常使用的硅(Si)相比，SiC具有更大的带隙。因此，使用SiC的半导体装置有利地具有高击穿电压、低导通电阻和在高温环境中不易下降的性能。因此，使用SiC的半导体装置已经引起了关注。

例如，专利文献1(日本特开2005-314217号公报)公开了一种制造用于生长SiC单晶的原料的方法。此处，专利文献1公开了一种通过如下来制备用于生长SiC单晶的原料的方法：在惰性气体气氛下，在1.3Pa以下的压力下，在1400℃以上且2600℃以下的温度下对至少碳(C)原料提供高温热处理以实现1ppm以下的硼浓度；然后将其与硼浓度小于所述碳原料的硅原料混合(例如，参见专利文献1的权利要求1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献：日本特开2005-314217号公报

发明内容

技术问题

然而，在专利文献1中所述的方法中，为了降低硼浓度，必须在惰性气体气氛下，在1.3Pa以下的压力下，在1400℃以上且2600℃以下的温度下对碳原料提前提供高温热处理的步骤。此外，在专利文献1中所述的方法中，必须通过提供如上所述的预处理来制备硼浓度低于所述碳原料的硼浓度的硅原料。

作为根据利用不同X射线穿透深度的X射线衍射法对利用专利文献1中所述的方法制备的原料进行分析的结果，发现仅在原料的表面部分中形成SiC且C作为单质存在于原料内。

当使用具有仅在其表面中形成的SiC的这种原料生长SiC单晶时，因其填充率小而需要将大量原料引入到坩埚中以得到预定量的SiC单晶。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种可以更容易地制造且含有高纯度碳化硅的碳化硅粉末以及制造这种碳化硅粉末的方法。

解决问题的手段

本发明提供一种碳化硅晶体生长用碳化硅粉末，其中所述碳化硅粉末通过对硅小片与碳粉末的混合物进行加热并其后将所述混合物粉碎而形成，且基本由碳化硅构成。

此处，在所述碳化硅粉末中单质碳的含量优选为50质量%以下。

此外，在所述碳化硅粉末中单质碳的含量优选为10质量%以下。

此外，优选地，在本发明的碳化硅粉末中硼的含量为0.5ppm以下且铝的含量为1ppm以下。

此外，本发明的碳化硅粉末的平均粒径优选为10μm以上且2mm以下。

本发明提供一种制造碳化硅晶体生长用碳化硅粉末的方法，所述方法包括：通过将硅小片与碳粉末混合而制备混合物的步骤；通过将所述混合物加热至2000℃以上且2500℃以下而制备碳化硅粉末前体的步骤；以及通过将所述碳化硅粉末前体粉碎而制备所述碳化硅粉末的步骤。

此处，在本发明的制造碳化硅粉末的方法中，所述碳粉末的平均粒径优选为10μm以上且200μm以下。

发明效果

根据本发明，能够提供一种可以更容易地制造且含有高纯度碳化硅的碳化硅粉末以及制造这种碳化硅粉末的方法。

附图说明

图1是显示本发明的制造碳化硅晶体生长用碳化硅粉末的一种示例性方法的制造工艺的一部分的示意性横断面视图。

图2是用于本发明中的一种示例性硅小片的示意性平面图。

图3是在本发明中制备碳化硅粉末前体的步骤中制备的一种示例性碳化硅粉末前体的示意性平面图。

图4显示了用于显示在实施例1中石墨坩埚的温度和电炉的压力相对于经过时间的变化的曲线。

具体实施方式

下面对本发明的制造碳化硅晶体生长用碳化硅粉末的示例性方法进行描述。应注意，在下述各个步骤之前或之后，可以包括其他步骤。

<制备混合物的步骤>

首先，如图1的示意性横断面视图中所示实施通过将硅小片1与碳粉末2混合而制备混合物3的步骤。通过例如向石墨坩埚4中引入硅小片1和碳粉末2并将它们在石墨坩埚4中混合以制备混合物3能够实施制备混合物3的步骤。或者，通过在将硅小片1和碳粉末2引入石墨坩埚4中之前对它们进行混合可制备混合物3。