[发明专利]碳化硅粉末和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅粉末和制备该粉末的方法，更具体而言，涉及使用微粒状碳化硅粉末制备颗粒状碳化硅粉末的方法。

背景技术

碳化硅(SiC)具有高温强度以及优异的抗磨损性、抗氧化性、抗腐蚀性、抗蠕变性等。碳化硅分为具有立方晶体结构的β相和具有六方晶体结构的α相。β相在1400℃至1800℃的温度下稳定，而α相在2000℃以上的温度下形成。

碳化硅已广泛用作工业结构的材料并且近来已用于半导体工业。为了将碳化硅用于单晶生长，需要具有均匀粒径分布的颗粒状碳化硅粉末。

例如，通过艾奇逊(Acheson)法、碳热还原法、化学气相沉积(CVD)法等来制备碳化硅粉末。对于通过上述方法之一制备的碳化硅粉末，由于纯度低而需要单独的高纯度过程，并且需要另外的研磨过程。

具有高纯度的颗粒状碳化硅粉末可以通过对精制的微粒状碳化硅粉末在2000℃或更高温度下进行高温热处理来获得，但问题在于粒径分布是不均匀的。

发明内容

技术问题

本发明提供了具有高纯度和均匀粒径分布的颗粒状碳化硅粉末和制备该碳化硅粉末的方法。

技术方案

本发明的一个方面提供了制备碳化硅粉末的方法，该方法包括：通过混合碳源和硅源来收集混合的粉末；通过加热混合的粉末来合成第一碳化硅粉末；通过对第一碳化硅粉末造粒来形成经造粒的粉末；并且通过加热经造粒的粉末来形成粒径大于第一碳化硅粉末的第二碳化硅粉末。

第一碳化硅粉末可以为β相，第二碳化硅粉末可以为α相。

经造粒的粉末可以使用水或挥发性有机溶剂来形成。

经造粒的粉末可以在安装有叶轮的室内通过将第一碳化硅粉末与水或挥发性有机溶剂混合来形成。

合成第一碳化硅粉末可以包括在600℃至1000℃之间的温度下进行的碳化过程和在1300℃至1700℃之间的温度下进行的合成过程。

第二碳化硅粉末的形成可以在2000℃至2200℃之间的温度下进行。

本发明的另一方面提供了碳化硅粉末，该粉末包括：α相的颗粒状碳化硅粉末，其中其粒径分布为100μm至10mm，其分布(D90/D10)为1至10，包括500ppm或更少的氮，以及包括1000ppm或更少的氧。

α相的颗粒状碳化硅粉末可以具有100μm至5mm之间的粒径分布、1至5之间的分布(D90/D10)和在500ppm或更少的范围内的氧。

α相的颗粒状碳化硅粉末可以具有100μm至1mm之间的粒径分布、1至3之间的分布(D90/D10)和在500ppm或更少的范围内的氧。

有益效果

根据本发明的实施方案，可以获得具有高纯度和均匀的粒径分布的碳化硅粉末。此外，由于具有均匀粒径分布的碳化硅粉末可以用于单晶生长，在单晶生长期间容易控制温度和升华，并且可以获得具有高品质的单晶。

附图说明

图1是表示根据本发明的实施方案制备碳化硅的方法的流程图。

图2是根据比较例制备的颗粒状碳化硅粉末的图。

图3是根据本发明的实施方案制备的颗粒状碳化硅粉末的图。

具体实施方式

在附图中通过示例的方式示出具体的实施方案并将在本文中进行具体描述，同时本发明易接受各种修改和替代形式。然而应当理解，无意于将本发明限制于所公开的具体形式，而是相反，本发明将包括在本发明的精神和范围内的所有修改方案、等效方案和替代方案。

应当理解，虽然本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种组分，但是这些组分不受这些术语限制。这些术语仅用于将一种组分与另一种组分区分开。因此，下文讨论的第一组分可以被称为第二组分，并且下文讨论的第二组分可以被称为第一组分，而不偏离本发明概念的说明。术语“和/或”包括一种或更多种指示物中的任意组合和所有组合。

本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且无意限制本发明概念。如本文中所使用，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另行明确指出。还应理解当在本说明中使用时，术语“包含”和/或“包括”表明所述的特征、整体、步骤、操作、要素和/或组分的存在，但不排除存在或加入一种或更多种其他特征、整体、步骤、操作、要素、组分和/或其组。