[发明专利]碳化硅粉末及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用艾奇逊炉(アチソン炉)得到的高纯度碳化硅粉末及其制造方法。

背景技术

以往以来，碳化硅(SiC)被广泛用作抛光或磨削材、陶瓷烧结体和导电性材料等工业用材料。特别是，由于近来节能意识的提高、弃核电引起的期待活用自然再生能源等社会背景，需求纯度高的碳化硅粉末作为功率半导体等中使用的单晶材料。

作为工业上批量生产碳化硅的技术，已知一种方法，将含硅(Si)的硅酸质原料(例如硅砂)和含碳的碳质原料(例如石油焦)作为原料，在艾奇逊炉中以1600℃以上的条件进行加热，由此通过直接还原反应来制造碳化硅。

在以往以来所进行的这种利用艾奇逊炉的制造中，原料中杂质含有率高，难以进行杂质的控制，因此无法制造高纯度的碳化硅粉末。

因此，提出了对纯度低的碳化硅粉末进行高纯度化的方法。例如在专利文献1中记载了一种方法，将含有大量杂质的碳化硅粉末加入真空容器中，在真空度为9×10^-5torr～1×10^-2torr的范围内且1500℃～1700℃的温度范围内进行加热，由此除去碳化硅粉末中的杂质，从而制造高纯度碳化硅粉末。

然而，在真空中进行升温的专利文献1的方法的装置复杂、价格高，并且无法在工业上一次性地进行大量生产。

进一步，专利文献2中记载了一种高纯度碳化硅粉的制造方法，将含有大量杂质的碳化硅粉与氢氟酸的混合物导入密闭容器内，在加压下进行加热处理。

然而，氢氟酸对人体有害且危险性高，难以操作，并且存在无法在工业上处理大量的碳化硅粉的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭64-61308号公报

专利文献2：日本专利第4006716号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明高纯度碳化硅粉末以及一种可以廉价、大量且安全地制造高纯度碳化硅粉末的方法。

用于解决问题的手段

本发明人为了解决上述课题，进行了深入研究，结果发现通过使用艾奇逊炉对硅酸质原料和碳质原料混合而成的碳化硅制造用原料进行烧制而得到的特定的碳化硅粉末及其制造方法可以实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下的[1]～[6]。

[1]一种碳化硅粉末，其是使用艾奇逊炉对硅酸质原料和碳质原料混合而成的碳化硅制造用原料进行烧制而得到的，其特征在于，上述碳化硅粉末中的杂质含有率为500ppm以下。

[2]一种碳化硅粉末的制造方法，其用于制造上述[1]所述的碳化硅粉末，其中，作为上述碳化硅制造用原料，使用碳质原料和硅酸质原料的混合摩尔比(C/SiO2)为2.5～4.0且杂质含有率为120ppm以下的碳化硅制造用原料。

[3]如上述[2]所述的碳化硅粉末的制造方法，其中，作为艾奇逊炉的加热单元的由碳构成的发热体中的杂质含有率为上述碳化硅制造用原料中的杂质含有率以下。

[4]如上述[2]或[3]所述的碳化硅粉末的制造方法，其中，上述硅酸质原料是杂质含有率为50ppm以下的非晶质二氧化硅。

[5]如上述[2]～[4]任一项所述的碳化硅粉末的制造方法，其中，上述碳质原料是杂质含有率为300ppm以下的炭黑。

[6]如上述[2]～[5]任一项所述的碳化硅粉末的制造方法，其中，预先对上述碳化硅制造用原料进行了颗粒化。

发明效果

本发明的碳化硅粉末是高纯度且廉价的，除用作面向功率半导体的单晶用原料和夹具以外，还可以用作要求高纯度的用途中的陶瓷烧结体的原料。

根据本发明的制造方法，可以廉价、大量且安全地制造高纯度碳化硅粉末。

附图说明

图1为艾奇逊炉的长度方向的截面图。

图2为艾奇逊炉的垂直于长度方向的方向的截面图。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

本发明的碳化硅粉末是使用艾奇逊炉对硅酸质原料和碳质原料混合而成的碳化硅制造用原料进行烧制而得到的碳化硅粉末，该碳化硅粉末中的杂质含有率为500ppm以下、优选为300ppm以下、更优选为200ppm以下、进一步优选为150ppm以下、更进一步优选为100ppm以下、特别优选为50ppm以下。若该含有率超过500ppm，则难以将其用作面向功率半导体的单晶用原料和夹具、以及要求高纯度的用途中的陶瓷烧结体的原料。