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K0688 一种高纯、...及其合成方法(未产业化)

  • 申请人:...新材料科技有限公司
  • 发布时间:2025.04.14
  • 技术领域:新材料
  • 所属行业:无机非金属材料
  • 是否专利:有专利
  • 专利类型:
  • 专利号:CN20141...166.7
  • 技术成熟度:
  • 是否产业:产业推进中
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  • 技术介绍
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  1. 摘 要

    技术是一种高纯、铝掺杂碳化硅粉及其合成方法,涉及碳化硅半导体材料领域。碳化硅粉纯度高,达到99.999%;采用一次合成方法,工艺流程少,生产设备简单,操作易行,容易实现规模化生产;该方法如果原料硅粉采用掺杂铝的单晶硅或太阳能多晶硅,不但有利于对废弃的单晶硅或太阳能多晶硅的回收利用,防止对环境造成污染;而且得到的碳化硅粉为铝掺杂碳化硅粉,可以作为生产无色透明碳化硅晶体或p型掺杂碳化硅晶体的原料。
     

    背景技术

     

    [0002] 碳化硅晶体在显示、存储、探测等光电子器件和高温、高频、大功率电子器件领域 中有广阔的应用前景。碳化硅粉作为晶体的生长原料,其纯度在生长半导体碳化硅晶体时 具有重要的作用,会直接影响生长碳化硅晶体的结晶质量和电学性质。

    [0003] 目前,碳化娃粉的制备方法主要是Acheson法,该方法为E. G. Acheson在1893年提 出(U.S.Patent 492,767),通过电加热碳质材料和二氧化娃(Silica)(或娃酸错,Aluminum Si I icate)混合物,制得碳化娃人工晶体。在生产过程中,添加盐作为溶剂。当电流通过石墨 芯时,盐融化使得碳和二氧化硅(或者硅酸铝)紧密接触,从而产生化学合成和分解,并产生 大量的气体和挥发物。

    [0004] 其中,碳质材料可以为烟煤制成的焦碳(Coke),或者气焦碳(Gas Coke Carbon)。 如果采用二氧化硅,碳和二氧化硅的摩尔比例高达10:1,所得到的碳化硅产物中氧化铝、氧 化铁、氧化钙和氧化镁含量为0.63% ;如采用硅酸铝,碳和硅酸铝摩尔比例高达27 :1,产物 中氧化铝、氧化铁、氧化妈和氧化镁含量为5.13%。

    [0005] 可见,利用Acheson方法制备碳化娃粉,不仅需要的碳原料多,而且得到的碳化娃 粉纯度较低,只能被广泛用于磨料,而不能用于碳化硅半导体材料的生产。

    [0006] 胡小波等人提出的一种合成高纯碳化硅粉的方法(中国专利ZL200810016665.6) 为二次合成方法。即首先在1500 °C合成碳化娃粉末,然后将一次合成粉末混合均勾,在1600 tC到200(TC二次合成碳化硅粉末。该二次合成方法虽然提高了碳化硅粉的纯度,使碳化硅 粉能够用于半导体材料的生产,但是由于采用二次合成,所以工艺复杂,生产效率较低,耗 费能源较多,而且纯度还不能很好地满足半导体材料生产的要求。