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초고순도 탄화규소 분말 기술동향 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.16 no.4, 2013년, pp.45 - 52  

김병숙 (엘지이노텍(주)) ,  신동근 (한국세라믹기술원)

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문제 정의

  • 또한, 엘지이노텍에서는 한국세라믹기술원에서 개발 중인 “플라즈마열분해법을 이용한 초고순도 탄소분말 제조 기술”을 적용하여 7N급의 초고순도 탄화규소 분말을 제조하기 위한 연구를 진행하고 있다.
  • 그간 고품질 탄화규소 소재기술 개발 현황에 대한 리뷰 또는 보고가 많이 이루어져왔기 때문에 독자들은 전반적인 탄화규소 기술개발에 대해 익히 알고 있을 것이다. 본고에서는 최근 WPM 사업을 중심으로 진행되고 있는 국내 초고순도 탄화규소 분말기술의 개발 현황과 최근 나타난 시장의 변화에 대해 알아보고 향후 초고순도 탄화규소 분말의 개발방향에 대해 논하고자 한다.
  • 특히, 원료로 사용되는 TEOS의 경우 현 수준으로도 6N급 이상의 초고순도화가 가능하기 때문에 (WPM 3차년 결과보고) 세계 최고수준의 초고순도 탄화규소 분말을 제조하기에 적합한 방법이다. 현재 한국과학기술연구원 박상환 박사팀에서 7N급 초고순도 탄화규소 분말제조기술 확보를 목표로 연구를 진행하고 있다. 이들은 다양한 액상의 출발원료를 적용하여 hybrid precursor를 합성하고 이를 적정한 고온 조건에서 합성하여 β상의 초고순도 탄화규소 분말을 제조하였는데, 본 공정의 장점은 순도제어의 용이성과 함께 평균입도 70 µm 이상의 조립의 β상 탄화규소 분말을 얻을 수 있어 고품질 단결정 성장에 적합하다(Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
탄화규소는 형상 및 미세구조를 다양하게 제어함으로써 어떠한 용도로 사용될 수 있는가? 1). 섬유상이나 다공체 또는 코팅 등 탄화규소의 형상 및 미세구조를 다양하게 제어함으로써 초고온용 섬유강화복합소재 (SiCf/SiC composites)나 다공성 단열소재 또는 극한 환경용 내식/내화학 소재로 사용할 수 있다.2-5) 특히 SiCf/SiC 복합체는 고온고강도 및 고내열 특성을 겸비한 경량 소재로 알려져 있으며 기존의 고온용 금속소재의 문제점을 극복할 수 있는 신소재로 항공우주용 내열소재, 고성능 브레이크디스크 (brake disc), 핵융합 발전용 Blanket 구조재, GFR 및 VHTR 소재 등 다양한 극한 환경 분야의 응용 연구가 활발히 진행되고 있다.
초고순도 탄화규소 분말에 존재하는 주요 불순물은? 초고순도 탄화규소 분말에 있어서 주요 불순물로 Al, B, Fe, Ti, V 등 반도체 공정 또는 전력반도체용 기판의 특성에 영향을 미치는 금속불순물을 들 수가 있다. 일부는 공정 중 쉽게 제거되거나 관리될 수 있는 원소도 있지만 대부분의 원소가 탄화규소 내에서 쉽게 제거되지 않는다.
고집적화 및 기판 대구 경화에 따라 반도체 공정에서 사용되는 부품에 대한 요구사항은? 반도체 산업의 고도화에 따른 고집적화 및 기판 대구 경화 (2021년 실리콘 기판 650 mm 예상) 기술개발이 가속화되고 있는 상황에서 반도체 공정 (기판의 산화, 확산 및 에칭 등)에 사용되는 부품/치구에 대한 요구사항도 점차 높아지고 있다. 주요 요구사항으로 반도체용 기판, 부품/치구의 초고순도화이다.7,10) 반도체 기판에서 밴드갭의 도너 또는 억셉터 역할을 하는 금속 불순물들은 원치 않는 오염에 의해 기판의 도너/억셉터 농도 제어가 어려워지거나 또는 2차, 3차의 도너/억셉터 레벨을 형성하여 반도체 특성을 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.
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