特許 6581405 炭化ケイ素粉末、その製造方法、及び、炭化ケイ素単結晶の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6581405

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】炭化ケイ素粉末、その製造方法、及び、炭化ケイ素単結晶の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 32/97 20170101AFI20190912BHJP

   C30B 29/36 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   C01B32/97

   C30B29/36 A

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-127234(P2015-127234)

(22)【出願日】2015年6月25日

(65)【公開番号】特開2017-7909(P2017-7909A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年5月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103539

【弁理士】

【氏名又は名称】衡田 直行

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100162145

【弁理士】

【氏名又は名称】村地 俊弥

(72)【発明者】

【氏名】石田 弘徳

(72)【発明者】

【氏名】野中 潔

(72)【発明者】

【氏名】増田 賢太

【審査官】 小野 久子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１２５４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２８１４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４４７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０１９９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ３２／００−３２／９９１

Ｃ３０Ｂ２９／３６

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケイ酸質原料と炭素質原料を混合してなる混合原料を、加熱炉で焼成して、焼成物を得る焼成工程と、
上記焼成物を切断して、複数の部位に分別した後、上記複数の部位ごとに、粒径が１０μｍ以下の粉末及び粒径が１００μｍ以上の粉末を含むように粉砕して、上記焼成物の複数の部位に応じて複数に分別された粉砕物を得る粉砕工程と、
上記複数に分別された粉砕物の各々について、粒径が１０μｍ以下の粉末を測定の対象にして、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の値を測定し、その測定結果に基いて、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における明度Ｌ^＊が４０以上であるという条件を満たす炭化ケイ素粉末を得る色彩測定工程と、
上記粉砕工程で得られた上記複数に分別された粉砕物のうち、１種の粉砕物のみからなる、または、２種以上の粉砕物を組み合わせて調製したものである、上記色彩測定工程で規定する上記条件を満たす炭化ケイ素粉末のみを加熱して昇華させ、種結晶の表面に、炭化ケイ素単結晶を成長させる単結晶成長工程、
を含むことを特徴とする炭化ケイ素単結晶の製造方法。

【請求項2】

上記色彩測定工程において、明度Ｌ^＊が４０以上でかつ色度ｂ^＊が０以上であるという条件を満たす炭化ケイ素粉末を得て、上記単結晶成長工程において、上記色彩測定工程で規定する上記条件を満たす炭化ケイ素粉末のみを加熱して昇華させる請求項１に記載の炭化ケイ素単結晶の製造方法。

【請求項3】

上記単結晶成長工程の前に、上記炭化ケイ素粉末を分級して、１００〜３，０００μｍの粒径範囲の炭化ケイ素粉末を、上記単結晶成長工程における上記加熱の対象物として得る分級工程を含む請求項１又は２に記載の炭化ケイ素単結晶の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭化ケイ素粉末、その製造方法、及び、炭化ケイ素単結晶の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化ケイ素粉末は、大きな硬度を有し、かつ、熱伝導性および耐熱性に優れることから、成形砥石やセラミックス部品等の原料として使用されている。また、炭化ケイ素とシリコンの物性を比較した場合、炭化ケイ素のバンドギャップはシリコンの約３倍であり、炭化ケイ素の絶縁破壊電界強度はシリコンの約１０倍であることから、炭化ケイ素は、シリコンに代わるパワー半導体用の基板の材料として注目されている。
ここで、炭化ケイ素製のパワー半導体用の基板は、炭化ケイ素単結晶を切断することによって製造することができる。炭化ケイ素単結晶の製造方法としては、２，０００℃以上の高温条件下で、原料である炭化ケイ素粉末を昇華させて、炭化ケイ素種結晶上に炭化ケイ素単結晶を成長させる昇華再結晶法がよく知られている。この昇華再結晶法は、工業的に広く用いられている。

【0003】

昇華再結晶法に用いられる原料である炭化ケイ素粉末は、昇華しやすいことが求められている。
安定した昇華速度を示す粒径を有する炭化ケイ素粉体の製造方法として、特許文献１には、高純度のケイ素源、酸素を分子内に含有し加熱により炭素を残留する炭素源としての高純度有機化合物を均質に混合して得られた混合物を、非酸化性雰囲気下において加熱焼成して炭化ケイ素粉体を得る炭化ケイ素粉体生成工程と、得られた炭化ケイ素粉体を、１，７００℃以上２，０００℃未満の温度に保持し、前記保持温度で保持中に、２，１００℃〜２，５００℃の温度において熱処理を行う熱処理工程と、を含み、前記炭化ケイ素粉体生成工程及び前記熱処理工程を行うことにより、平均粒径が１００μｍ〜３００μｍ、各不純物元素の含有量が０．１ｐｐｍ以下の炭化ケイ素粉体を得ることを特徴とする炭化ケイ素単結晶製造用高純度炭化ケイ素粉体の製造方法、が記載されている。

【0004】

また、安定した昇華速度を示す粒径を有する炭化ケイ素粉体の他の製造方法として、特許文献２には、高純度のテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン重合体、酸化ケイ素から選択される１種以上をケイ素源とし、酸素を分子内に含有し、加熱により炭素を残留する高純度有機化合物を炭素源とし、これらを均質に混合して得られた混合物を非酸化性雰囲気下において加熱焼成して炭化ケイ素粉体を得る炭化ケイ素生成工程と、得られた炭化ケイ素粉体を、１，７００℃以上２，０００℃未満の温度に保持し、該温度の保持中に、２，０００℃〜２，１００℃の温度において５〜２０分間にわたり加熱する処理を少なくとも１回行う後処理工程とを含み、前記２工程を行うことにより、平均粒径が１０μｍ〜５００μｍで、且つ、各不純物元素の含有量が０．５ｐｐｍ以下である炭化ケイ素粉体を得ること、を特徴とする炭化ケイ素単結晶製造用高純度炭化ケイ素粉体の製造方法、が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−１７３５０１号公報

【特許文献2】特開平０９−４８６０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

炭化ケイ素を工業的に量産する技術としては、ケイ素（Ｓｉ）を含むケイ酸質原料と炭素を含む炭素質原料を原料とし、該原料の中に配設された発熱体に電流を流して、該原料を加熱することで、炭化ケイ素を製造する方法（アチソン法）が知られている。
アチソン法において、炭化ケイ素は、発熱体の近傍から外側に向かって生成した塊状物として製造される。この際、アチソン炉内において、炉の中心部分（発熱体の近傍）から外側に向かって温度勾配が生じることから、塊状物である炭化ケイ素は、その部位によってその態様（炭化ケイ素の結晶、不純物の合計の含有量および種類等）が異なるものとなる。
一般的に、アチソン法によって製造された炭化ケイ素の塊状物は、炭化ケイ素の上述の態様によって区別されることなく、所定の粒径になるように粉砕されて、炭化ケイ素粉末となる。
このようにして得られた炭化ケイ素粉末を昇華再結晶法の原料として使用した場合、炭化ケイ素粉末の粒径が同じであっても、その昇華速度にばらつきが生じたり、あるいは、その昇華速度が小さくなることがある。
そこで、本発明は、昇華速度のばらつきが少なく、かつ、昇華速度が大きい炭化ケイ素粉末を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における明度Ｌ^＊が、３７以上である炭化ケイ素粉末によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における明度Ｌ^＊が、３７以上であることを特徴とする炭化ケイ素粉末。
［２］ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における色度ｂ^＊が、０以上である前記［１］に記載の炭化ケイ素粉末。
［３］ 上記炭化ケイ素粉末の中の粒径１０μｍ以上の粉末の割合が８０質量％以上である前記［１］又は［２］に記載の炭化ケイ素粉末。
［４］ 前記［１］〜［３］のいずれかに記載の炭化ケイ素粉末を製造するための方法であって、ケイ酸質原料と炭素質原料を混合してなる混合原料を、加熱炉で焼成して、焼成物を得る焼成工程と、上記焼成物を粉砕して、上記焼成物の複数の部位に応じて複数に分別された粉砕物を得る粉砕工程と、上記複数に分別された粉砕物の各々について、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の値を測定し、その測定結果に基いて、上記炭化ケイ素粉末を得る色彩測定工程、を含むことを特徴とする炭化ケイ素粉末の製造方法。
［５］ 前記［１］〜［３］のいずれかに記載の炭化ケイ素粉末を用いた、炭化ケイ素単結晶の製造方法であって、上記炭化ケイ素粉末を加熱して昇華させ、種結晶の表面に、炭化ケイ素単結晶を成長させることを特徴とする炭化ケイ素単結晶の製造方法。

【発明の効果】

【0008】

本発明の炭化ケイ素粉末は、昇華速度のばらつきが少なく、かつ、昇華速度が大きいものであり、昇華再結晶法の原料として好適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】昇華再結晶法に用いられる炭素坩堝及びその内容物を概念的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［炭化ケイ素粉末］
本発明の炭化ケイ素粉末のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における明度Ｌ^＊は、３７以上、好ましくは４０以上、特に好ましくは４３以上である。明度Ｌ^＊が３７未満であると、炭化ケイ素粉末の昇華速度が小さくなる。
本発明の炭化ケイ素粉末のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における色度ｂ^＊は、好ましくは０以上、より好ましくは１０以上である。色度ｂ^＊が０以上であれば、炭化ケイ素粉末の昇華速度がより大きくなる。
本発明の炭化ケイ素粉末のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における色度ａ^＊は、特に限定されるものではないが、通常、０以下であり、好ましくは−２以下である。

【0011】

上記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における、明度Ｌ^＊、色度ｂ^＊、及び色度ａ^＊は、市販の分光側色計（例えば、コニカミノルタ社製、商品名「ＣＭ‐７００ｄ」）を用いて測定することができる。
上記測定において、より正確に測定を行う観点から、粒径が１００μｍ以下（好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下）である炭化ケイ素粉末を用いることが好ましい。測定しようとする炭化ケイ素粉末の粒径が１００μｍを超える場合、測定を行う前に、炭化ケイ素粉末の粉砕を行ってもよい。
炭化ケイ素粉末の粉砕を行う場合、粉砕に使用される粉砕媒体や炭化ケイ素粉末を入れる容器は、金属製であることが好ましい。金属製の粉砕媒体等を用いて粉砕を行う際に、粉砕媒体等から炭化ケイ素粉末に混入する金属粉は、酸によって容易に除去することができるからである。一方、セラミック製等の粉砕媒体や容器は、炭化ケイ素粉末に混入した異物（セラミックの粉等）を除去することが困難であるため、好ましくない。
粉砕を行う際に混入する粉砕媒体等に由来する異物（金属粉等）の除去が不十分である場合、明度Ｌ^＊等を正確に測定できなくなる。また、上記異物が炭化ケイ素粉末に残存する場合、該炭化ケイ素粉末の昇華速度が小さくなるため、測定に用いた炭化ケイ素粉末を昇華再結晶法の原料として利用することができなくなる。

【0012】

本発明の炭化ケイ素粉末の中の粒径１０μｍ以上の粉末の割合は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。該割合が８０質量％以上であれば、加熱による炭化ケイ素粉末の焼結が起こりにくくなるため、炭化ケイ素粉末の昇華速度の低下が起こりにくくなる。
本発明の炭化ケイ素粉末の中の粒径１００μｍ以上の粉末の割合は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、特に好ましくは８０質量％以上である。該割合が６０質量％以上であれば、加熱による炭化ケイ素粉末の焼結が起こりにくくなるため、炭化ケイ素粉末の昇華速度の低下が起こりにくくなる。
本発明の炭化ケイ素粉末の粒径の上限は、特に限定されるものではなく、昇華再結晶法における加熱の条件と、昇華再結晶法において必要とされる炭化ケイ素粉末の昇華速度によって適宜定めればよいが、炭化ケイ素粉末の比表面積が小さくなることによる、炭化ケイ素粉末の昇華速度の低下を防ぐ観点から、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以下、特に好ましくは３ｍｍ以下である。

【0013】

本発明の炭化ケイ素粉末は、昇華速度のばらつきが少なく、かつ、昇華速度が大きいものであるため、昇華再結晶法の原料として用いることで、炭化ケイ素種結晶上に炭化ケイ素単結晶を、安定的にかつ短時間で成長させることができる。

【0014】

［炭化ケイ素粉末の製造方法］
本発明の炭化ケイ素粉末の製造方法の一例としては、ケイ酸質原料と炭素質原料を混合してなる混合原料を、加熱炉で焼成して、焼成物を得る焼成工程（工程（ａ））と、上記焼成物を粉砕して、上記焼成物の複数の部位に応じて複数に分別された粉砕物を得る粉砕工程（工程（ｂ））と、上記複数に分別された粉砕物の各々について、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の値を測定し、その測定結果に基いて、上記炭化ケイ素粉末を得る色彩測定工程（工程（ｃ））を含む方法が挙げられる。以下、工程ごとに詳しく説明する。

【0015】

［工程（ａ）；焼成工程］
本工程は、ケイ酸質原料と炭素質原料を混合してなる混合原料を、加熱炉で焼成して、焼成物を得る工程である。
ケイ酸質原料としては、珪石などの結晶質シリカや、シリカフューム、シリカゲル等の非晶質シリカが挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用される。
ケイ酸質原料中の不純物（Ｓｉ以外のＡｌ、Ｆｅ等の原子（ただし、酸素原子を除く。））の合計の含有率は、高純度の炭化ケイ素粉末を得る観点から、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは２００ｐｐｍ以下である。

【0016】

炭素質原料としては、天然黒鉛、人工黒鉛等の結晶質カーボンや、カーボンブラック、コークス、活性炭等の非晶質カーボン（アモルファスカーボン）が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用される。
炭素質原料中の不純物（Ｃ以外のＡｌ、Ｆｅ等の原子（ただし、酸素原子を除く。））の合計の含有率は、高純度の炭化ケイ素粉末を得る観点から、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは２００ｐｐｍ以下である。

【0017】

上述のケイ酸質原料と炭素質原料を混合することで、炭化ケイ素製造用の混合原料を得ることができる。この際、各原料の混合方法は、任意であり、湿式混合と乾式混合のいずれも採用することができる。
また、混合の際の炭素質原料とケイ酸質原料の混合モル比（Ｃ／Ｓｉ）は、焼成時の環境、および、炭化ケイ素製造用原料の粒径や反応性を考慮して、最適なものを選択すればよい。ここでいう「最適」とは、焼成によって得られる炭化ケイ素の収量を向上させ、また、残存する未反応のケイ酸質原料や炭素質原料の量を小さくすることを意味する。

【0018】

本発明においては、加熱炉を用いることで、下記式（１）で示される反応が生じ、炭化ケイ素からなる塊状物が得られる。
ＳｉＯ_２＋３Ｃ → ＳｉＣ＋２ＣＯ （１）
加熱炉の例としては、アチソン炉（通電加熱；バッチ式）、流動層炉（外部加熱；バッチ式）等が挙げられる。
中でも、アチソン炉は、炭化ケイ素を工業的に量産することが容易であり、また、不純物を排出させ易く、高純度の炭化ケイ素を得ることができる観点から、本発明の製造方法に好適である。
なお、本明細書中、「アチソン炉」とは、上方に開口した箱型の間接抵抗加熱炉をいう。ここで、間接抵抗加熱とは、被加熱物（混合原料）に電流を直接流すのではなく、電流を流して発熱させた発熱体によって、被加熱物（混合原料）を加熱して、炭化ケイ素を得るものである。

【0019】

アチソン炉の発熱体の種類は、電気を通すことができるものである限りにおいて、特に限定されるものではなく、例えば、黒鉛粉（例えば、カーボンブラックを熱処理して得たもの）、カーボンロッド等が挙げられる。
発熱体を構成する物質の形態は、特に限定されず、例えば、粉状、塊状等が挙げられる。発熱体は、アチソン炉の通電方向の両端に設けられた電極芯を結ぶように全体として棒状の形状になるように設けられる。ここでの棒状の形状とは、例えば、円柱状、角柱状等が挙げられる。

【0020】

アチソン炉を用いて焼成する際の焼成温度は、好ましくは１，６００℃以上、より好ましくは２，０００℃以上、特に好ましくは２，４００℃以上である。
アチソン炉内の焼成雰囲気は、還元雰囲気であることが望ましい。還元雰囲気以外の雰囲気下で焼成を行うと、炭化ケイ素の収率が低くなるからである。この際、ケイ酸質原料として非晶質シリカを用いると、反応性が良いことから、炉の制御が容易になる。

【0021】

［工程（ｂ）；粉砕工程］
本工程は、前工程で得られた焼成物を粉砕して、焼成物の複数の部位に応じて複数に分別された粉砕物を得る工程である。
得られた焼成物（炭化ケイ素からなる塊状物）を粉砕する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ジョークラッシャー、ボールミル、ディスクミル等を用いて粉砕する方法が挙げられる。
粉砕を行う際に、焼成物を、ディスクグラインダー等を用いて切断することで、複数の部位に分別し、分別された部位ごとに粉砕することで、複数に分別された粉砕物を得ることができる。

【0022】

複数の部位の分別の仕方は、特に限定されるものではなく、適宜、焼成物を切断して、任意の複数の部位に分別すればよい。例えば、焼成物（炭化ケイ素からなる塊状物）を、目視による焼成物の色調の違いに基づいて、アチソン法において発熱体から同心円状に生成される各層（インゴット帯、β晶帯、変質帯等）に該当する部分毎に切断して、複数の部位に分別することができる。
なお、焼成物の部位のうち、発熱体からの距離が離れた部位になるほど、明度Ｌ^＊が大きくなり、該距離が近い部位になるほど、明度Ｌ^＊が小さくなる傾向がある。また、焼成物の部位のうち、垂直方向上部の部位になるほど、明度Ｌ^＊が小さくなり、垂直方向下部の部位になるほど、明度Ｌ^＊が大きくなる傾向がある。
また、粉砕後、得られた粉砕物について分級を行い、炭化ケイ素粉末の粒径分布を任意のもの（例えば、粒度分布が１００〜３，０００μｍの範囲内である炭化ケイ素粉末）としてもよい。

【0023】

［工程（ｃ）；色彩測定工程］
本工程は、複数に分別された粉砕物の各々について、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の値を測定し、その測定結果に基いて、特定の明度Ｌ^＊（３７以上）等を有する、本発明で目的とする炭化ケイ素粉末（本発明の炭化ケイ素粉末）を得る工程である。
本発明の炭化ケイ素粉末は、複数の分別された粉砕物のうち、１種の粉砕物のみからなるものであってもよく、２種以上の粉砕物を組み合わせて特定の明度Ｌ^＊等となるように調製したものであってもよい。

【0024】

［炭化ケイ素単結晶の製造方法］
上述した炭化ケイ素粉末を加熱して昇華させ、種結晶の表面に、炭化ケイ素単結晶を成長させることで、炭化ケイ素単結晶を製造することができる。以下、炭化ケイ素単結晶の製造方法の一例を、図１を参照しながら説明する。
本体２及び上蓋３からなる炭素坩堝１の上蓋３の下側の面に、炭化ケイ素種結晶４として、研磨によりＳｉ面が表れている単結晶板を設置する。一方、炭素坩堝１内に炭化ケイ素粉末（単結晶の原料）５を、炭素坩堝１の内部空間の上部に、昇華のための空間が形成されるように収容する。その後、所定時間加熱して、炭化ケイ素粉末５を昇華させることで、種結晶４上に炭化ケイ素単結晶６を成長させることができる。

【0025】

昇華再結晶法における加熱温度（原料に対する加熱温度）は、好ましくは２，０００〜２，５００℃である。
加熱は、炭化ケイ素粉末５の周囲の温度に比べて、種結晶４の周囲の温度が低くなるように、温度勾配を設けて行うことが好ましい。温度勾配を設けることで、昇華した炭化ケイ素が種結晶４へと移動しやすくなるため、炭化ケイ素単結晶６の成長速度を大きくすることができる。炭化ケイ素粉末５の周囲の温度と種結晶４の周囲の温度との差は、好ましくは２０℃以上である。
加熱時間は特に限定されるものではなく、通常、炭化ケイ素粉末５が昇華しなくなるまで行われる。

【0026】

炭素坩堝１内に炭化ケイ素粉末５を収容した後、本体２に上蓋３を被せて、次いで、炭素坩堝１内に不活性ガス（例えば、アルゴンガス等）を入れて、不活性ガス雰囲気下で加熱を行ってもよい。また、不活性ガス雰囲気の圧力は、好ましくは１００Ｐａ〜１５ｋＰａ、より好ましくは５００〜１０ｋＰａである。このような雰囲気下で加熱を行うことで、より高純度の炭化ケイ素単結晶を得ることができる。また、本体２と上蓋３を炭素系接着剤で接着して、炭素坩堝１を密閉させてもよい。
以上のようにして、炭化ケイ素単結晶を製造することができる。

【実施例】

【0027】

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本明細書中、ｐｐｍは質量基準である。
［使用材料］
（１）ケイ酸質原料Ａ：高純度シリカ（非晶質シリカであるシリカゲル；酸素原子を除く不純物の合計の含有率：１０ｐｐｍ以下）
（２）ケイ酸質原料Ｂ：高純度シリカ（非晶質シリカであるシリカゲル；Ａｌの含有率：５０ｐｐｍ、Ｆｅの含有率：１２０ｐｐｍ、Ａｌ、Ｆｅ、及び酸素原子を除く不純物の合計の含有率：１０ｐｐｍ以下）
（３）炭素質原料：カーボンブラック（アモルファスカーボン；酸素原子を除く不純物の合計の含有率：１０ｐｐｍ以下）
（４）発熱体：発熱体用黒鉛粉（カーボンブラックを３，０００℃で熱処理して得られた結晶性の黒鉛粉）

【0028】

［実施例１〜５および比較例１〜３］
［炭化ケイ素粉末ａ〜ｃの製造］
ケイ酸質原料Ａと炭素質原料を、２軸ミキサーを用いて、炭素とケイ酸のモル比（Ｃ／ＳｉＯ_２のモル比）が３．０となるように混合して、混合原料を得た。
得られた混合原料８００ｋｇ、及び上記発熱体を、アチソン炉（アチソン炉の内寸：長さ２，５００ｍｍ、幅１，０００ｍｍ、高さ８５０ｍｍ）に収容した後、中心温度（発熱体に接する混合原料の温度）が２，５００℃以上となるようにして、１２時間焼成を行い、炭化ケイ素の塊状物を得た。
得られた炭化ケイ素の塊状物を、目視による色調に応じて、ディスクグラインダーを用いて３つの部位に分別した。
分別した３つの部位の各々を、ジョークラッシャ―およびボールミルを用いて粉砕した。得られた粉砕物を、ふるいを用いてふるい分けて、１００〜３，０００μｍの粒径範囲の炭化ケイ素粉末（目開き３，０００μｍのふるいを通過し、かつ、目開き１００μｍのふるいを通過しない炭化ケイ素粉末）を得た。この炭化ケイ素粉末を酸洗浄して、炭化ケイ素粉末ａ〜ｃを得た。
炭化ケイ素粉末ａ〜ｃを得る際に発生したふるい残分のうち、粒径が１０μｍ以下である炭化ケイ素粉末について、分光側色計（コニカミノルタ社製、商品名「ＣＭ‐７００ｄ」）を用いて、炭化ケイ素粉末ａ〜ｃのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における明度Ｌ^＊、色度ｂ^＊、及び色度ａ^＊を測定した。測定方式は、正反射光を除去せずに色を測るＳＣＩ（正反射光込み）方式とした。

【0029】

［炭化ケイ素粉末ｄ〜ｈの製造］
ケイ酸質原料Ａの代わりにケイ酸質原料Ｂを使用し、焼成時間を１８時間として炭化ケイ素の塊状物を得た後、目視による色調の違いに応じて、該塊状物を５つの部位に分別した以外は、炭化ケイ素粉末ａ〜ｃの製造方法と同様にして、炭化ケイ素粉末ｄ〜ｈを得た。
炭化ケイ素粉末ｄ〜ｈのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における明度Ｌ^＊、色度ｂ^＊、及び色度ａ^＊を、炭化ケイ素粉末ａ〜ｃと同様にして測定した。

【0030】

［炭化ケイ素単結晶の製造］
得られた炭化ケイ素粉末ａ〜ｈの各々について、２００ｇの量を、図１に示す炭素坩堝１内に収容した。また、炭素坩堝１の上蓋３の下側の面には、種結晶４として、研磨によりＳｉ面が表れている単結晶板を設置した。
炭素坩堝内１を、アルゴン雰囲気下でありかつ１ｋＰａの圧力下で、炭素坩堝１の下部（炭化ケイ素粉末５の周囲）の温度が２，３００℃で、かつ、炭素坩堝１の上部（種結晶４の周囲）の温度が２，１００℃となるように加熱することで、炭素坩堝１中の炭化ケイ素粉末５を昇華させて、種結晶４上に炭化ケイ素単結晶６を成長させた。なお、加熱時間は６時間であった。

【0031】

炭化ケイ素粉末ａ〜ｈの各昇華率を、以下の式（１）を用いて算出した。なお、昇華率が大きいことは、昇華速度が大きいことを意味する。
昇華率（質量％／時間）＝［６時間の加熱によって減少した炭化ケイ素粉末の質量］÷［加熱前の炭化ケイ素粉末の質量；２００ｇ］÷６（時間） ・・・（１）
結果を表１に示す。

【0032】

【表1】

【0033】

表１から、本発明の炭化ケイ素粉末（実施例１〜５）の昇華率（１５〜１８質量％／時間）は、ばらつきが少なく、また、本発明に該当しない炭化ケイ素粉末（比較例１〜３）の昇華率（６〜１０質量％／時間）と比べて、大きいことがわかる。
また、表１の「ケイ酸質原料Ｂ」を用いた例（実施例４〜５、及び比較例１〜３）から、同じロットで製造され、かつ、粒径が同程度である炭化ケイ素粉末であっても、昇華率（昇華速度）にばらつき（６〜１６質量％／時間）があることがわかる。

【符号の説明】

【0034】

１ 炭素坩堝
２ 本体
３ 上蓋
４ 炭化ケイ素種結晶
５ 炭化ケイ素粉末（単結晶の原料）
６ 炭化ケイ素単結晶

【図1】