本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，特別是涉及帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著發(fā)光二極管（light-emitting?diode，led）產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，led外延片的需求量不斷增加，led外延片是指在襯底基片上生長出來的單晶薄膜，承載襯底基片的碳化硅涂層石墨基座的品質(zhì)直接影響了led外延片的質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)的碳化硅涂層石墨基座抗熱震性能不足，在經(jīng)歷多次高溫低溫循環(huán)后，碳化硅涂層容易發(fā)生剝落，因此，亟需開發(fā)一種制備方法，能夠提高碳化硅涂層石墨基座的抗熱震性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述問題，提供一種帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座及其制備方法與應(yīng)用，采用該制備方法制得的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座具有優(yōu)異的抗熱震性能。

2、本發(fā)明公開了一種帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，包括以下步驟：

3、將sio粉體以及石墨基座置于反應(yīng)容器中，所述石墨基座位于所述sio粉體的揮發(fā)路徑上；

4、對所述反應(yīng)容器進行抽真空處理并加熱至1100℃-1800℃，然后向所述反應(yīng)容器中通入流量為100sccm-1000sccm的惰性氣體并保溫，所述sio粉體揮發(fā)形成的sio氣體與所述石墨基座反應(yīng)，在所述石墨基座的內(nèi)部以及表面形成碳化硅；以及

5、控制所述反應(yīng)容器的溫度在1100℃-1500℃之間，向所述反應(yīng)容器中通入稀釋氣體、硅源以及還原性氣體在所述石墨基座的表面進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，得到帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座，所述嵌入式碳化硅涂層包括嵌入部分以及表層部分，所述表層部分中sic晶粒呈類金字塔狀。

6、在一實施方式中，所述sio粉體揮發(fā)形成的sio氣體與所述石墨基座反應(yīng)的步驟中，生成co氣體，所述co氣體降低所述反應(yīng)容器內(nèi)所述sio氣體的濃度。

7、在一實施方式中，所述sio粉體的質(zhì)量與所述石墨基座的質(zhì)量比為1:2-1:20。

8、在一實施方式中，保溫的時間為1h-10h。

9、在一實施方式中，所述硅源與所述還原性氣體的摩爾比為0.05-0.3。

10、在一實施方式中，通入稀釋氣體、硅源以及還原性氣體的步驟中：

11、所述稀釋氣體包括氬氣或氦氣中的至少一種；

12、及/或，所述稀釋氣體的流量為500sccm-2000sccm；

13、及/或，所述硅源包括氯硅烷或四氯化硅中的至少一種；

14、及/或，所述硅源的流量為200sccm-600sccm；

15、及/或，所述還原性氣體為氫氣；

16、及/或，所述還原性氣體的流量為1000sccm-10000sccm。

17、在一實施方式中，進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)的步驟中，反應(yīng)溫度為1100℃-1500℃，反應(yīng)時長為1h-10h。

18、一種帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座，采用如上述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法制得，包括石墨基座以及嵌入式碳化硅涂層，所述嵌入式碳化硅涂層包括嵌入部分以及表層部分，所述表層部分中sic晶粒呈類金字塔狀。

19、在一實施方式中，所述嵌入式碳化硅涂層的嵌入深度大于或等于200μm。

20、一種如上述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座在制備發(fā)光二極管外延片中的應(yīng)用。

21、本發(fā)明提供的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法中，首先，將反應(yīng)容器的溫度加熱至1100℃-1800℃，使sio粉體揮發(fā)成為sio氣體并進入到石墨基座內(nèi)部，與石墨基座表面以及內(nèi)部的c發(fā)生反應(yīng)形成sic，使sic嵌入到石墨基座的內(nèi)部；其次，將反應(yīng)容器控溫在1100℃-1500℃之間，向反應(yīng)容器中通入稀釋氣體、硅源以及還原性氣體在石墨基座的表面進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，在石墨基座表面碳化硅的基礎(chǔ)上繼續(xù)生長碳化硅，從而，一方面，使表層部分的碳化硅與石墨基座內(nèi)部的碳化硅一體，在一定程度上提高嵌入式碳化硅涂層與石墨基座之間的結(jié)合力，另一方面，化學(xué)氣相沉積反應(yīng)形成的碳化硅均勻性好，致密度高，能夠防止高溫氣體進入石墨基座內(nèi)部，最終使制得的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座具有優(yōu)異的抗熱震性能。

技術(shù)特征：

1.一種帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，其特征在于，所述sio粉體揮發(fā)形成的sio氣體與所述石墨基座反應(yīng)的步驟中，生成co氣體，所述co氣體降低所述反應(yīng)容器內(nèi)所述sio氣體的濃度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，其特征在于，所述sio粉體的質(zhì)量與所述石墨基座的質(zhì)量比為1:2-1:20。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，其特征在于，保溫的時間為1h-10h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4任一項所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，其特征在于，所述硅源與所述還原性氣體的摩爾比為0.05-0.3。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4任一項所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，其特征在于，通入稀釋氣體、硅源以及還原性氣體的步驟中：

7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4任一項所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，其特征在于，進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)的步驟中，反應(yīng)溫度為1100℃-1500℃，反應(yīng)時長為1h-10h。

8.一種帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座，其特征在于，采用如權(quán)利要求1至權(quán)利要求7任一項所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法制得，包括石墨基座以及嵌入式碳化硅涂層，所述嵌入式碳化硅涂層包括嵌入部分以及表層部分，所述表層部分中sic晶粒呈類金字塔狀。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座，其特征在于，所述嵌入式碳化硅涂層的嵌入深度大于或等于200μm。

10.一種如權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座在制備發(fā)光二極管外延片中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座及其制備方法與應(yīng)用，該帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座的制備方法，包括以下步驟：將SiO粉體以及石墨基座置于反應(yīng)容器中，石墨基座位于所述SiO粉體的揮發(fā)路徑上；對反應(yīng)容器進行抽真空處理并加熱至1100℃?1800℃，然后向反應(yīng)容器中通入流量為100sccm?1000sccm的惰性氣體并保溫，SiO粉體揮發(fā)形成SiO氣體與石墨基座反應(yīng)，在石墨基座的內(nèi)部以及表面形成碳化硅；以及控制反應(yīng)容器的溫度在1100℃?1500℃之間，向反應(yīng)容器中通入稀釋氣體、硅源以及還原性氣體在石墨基座的表面進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，得到帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座。采用該制備方法制得的帶有嵌入式碳化硅涂層的石墨基座具有優(yōu)異的抗熱震性能。

技術(shù)研發(fā)人員：傅霖兵,請求不公布姓名,門玉娟,請求不公布姓名,春偉博
受保護的技術(shù)使用者：浙江晶誠新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26