[发明专利]碳化硅/石墨复合物与包括所述复合物的物件及组合件

说明书

本发明描述一种包含(i)内部块状石墨材料及(ii)外部碳化硅基质材料的碳化硅‑石墨复合物，其中所述内部块状石墨材料及外部碳化硅基质材料在其间的界面区域处彼此相互渗透，且其中石墨存在于所述外部碳化硅基质材料中的包含物中。此材料可通过在化学反应条件下使前驱体石墨物件与一氧化硅(SiO)气体接触来形成，所述化学反应条件可有效地将所述前驱体石墨物件的外部部分转化为石墨存在于内部包含物中的碳化硅基质材料，且其中所述碳化硅基质材料及内部块状石墨材料在其间的界面区域处彼此相互渗透。此碳化硅‑石墨复合物适用于许多应用，诸如在制造太阳能电池或其它光学、光电、光子、半导体及微电子产品中的植入式硬掩模，以及在诸如光束线组合件、光束操控镜头、电离腔室衬垫、光束光阑及离子源腔室的离子植入系统材料、组件及组合件中。

相关申请案的交叉引用

特此根据35USC 119请求2015年8月20日申请的碳化硅/石墨复合物与包括所述复合物的物件及组合件(SILICON CARBIDE/GRAPHITE COMPOSITE AND ARTICLES ANDASSEMBLIES COMPRISING SAME)的美国临时专利申请案62207375及2015年12月9日申请的碳化硅/石墨复合物与包括所述复合物的物件及组合件(SILICON CARBIDE/GRAPHITECOMPOSITE AND ARTICLES AND ASSEMBLIES COMPRISING SAME)的美国临时专利申请案62265376的权益。出于所有目的，此类美国临时专利申请案的揭示内容特此以全文引用的方式全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及碳化硅/石墨复合物及包括所述复合物的材料、物件及组合件。

背景技术

在LED的制造中(例如，在腔室中利用以供生长LED的基座物件中)及诸如用于制造太阳能电池的植入式硬掩模中的离子植入中及光束操控镜头、腔室衬垫、光束光阑及源极腔室中的离子植入机中利用石墨组件及组合件。

在这些应用中，尽管石墨具有使其优越的相关特性，但其也具有作为建构材料的缺陷，例如不适当化学抗性、摩擦特性及对粒子生成的易感性。借助于说明，通过在生长LED，尤其高亮度LED中所利用的许多工艺性化学品来侵蚀及腐蚀用于生长LED的石墨基座。在离子植入中，由石墨或玻璃态碳-浸染的石墨形成的光束线易遭受腐蚀且因光束照射、溅射及剥蚀机制生成粒子。

在各种前述应用中，因碳化硅的有利的特性，包含硬度、化学抗性及有利的摩擦特性，已考虑此类石墨组件及组合件上的碳化硅涂层。然而，由于其在变温制度中需要热稳定性且由于SiC及石墨在耐热震性方面明显地不同，因此尚未成功地实施对应的经SiC涂布的石墨结构。因此，由于与导致SiC断裂的光束照射相关联的较高热震，离子植入机应用中的经SiC涂布的石墨结构容易失效，且当即使经历较小温度变化时，在这些及其它应用中，SiC与石墨之间的热膨胀系数(CTE)不匹配可实现从石墨基底材料分层SiC涂层。

因此，本领域继续探寻用于此类应用的石墨物件及组合件的改进。

发明内容

本发明涉及碳化硅/石墨复合物及包括所述复合物的材料、物件及组合件。

在一个方面中，本发明涉及一种碳化硅-石墨复合物，其包括(i)内部块状石墨材料及(ii)外部碳化硅基质材料，其中所述内部块状石墨材料及外部碳化硅基质材料在其间的界面区域处彼此相互渗透，且其中石墨存在于所述外部碳化硅基质材料中的包含物中。

在另一方面中，本发明涉及一种碳化硅-石墨复合物，其包括(i)内部块状石墨材料及(ii)外部碳化硅基质材料，其中内部块状石墨材料及外部碳化硅基质材料在其间的界面区域处彼此相互渗透，且其中石墨存在于外部碳化硅基质材料中的包含物中；所述碳化硅-石墨复合物通过选自由以下组成的群的任何两个或更多个特征表征：