[发明专利]用于制造涂覆碳化硅的主体的工艺

权利要求书

1.制造涂覆碳化硅(SiC)的主体的工艺，包括以下步骤

1)将多孔石墨基板定位在工艺腔室中，所述多孔石墨基板具有孔隙度为6％至15％的开口孔隙率并包括具有10μm至30μm的表面孔直径的孔；

2)在存在H₂作为净化气体的情况下在大气压力下将所述工艺腔室中的所述多孔石墨基板加热到在1000℃至1200℃的范围内的温度；

3)将二甲基二氯硅烷(DMS)和H₂的混合物引入到所述工艺腔室中达至少30分钟；

4)通过化学气相沉积(CVD)在注入阶段中将结晶SiC晶粒沉积在所述石墨基板的开口孔隙中并允许结晶SiC晶粒生长为实质上四面体SiC晶体，直到形成呈以至少50μm的长度延伸到所述多孔石墨基板中的卷须的形式的连接结晶SiC材料；

5)视情况地继续所述化学气相沉积，直到在第一生长阶段中在所述石墨基板的表面上沉积多达50μm厚度的SiC表面层，所述SiC表面层包含实质上四面体SiC晶体；

6)冷却从步骤5)得到的所述主体。

2.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括以下步骤：

7)改变从步骤6)得到的所述主体的位置；和

8)重复所述步骤2)并在第二生长阶段中将二甲基二氯硅烷(DMS)和H₂的混合物引入到所述工艺腔室中，由此通过化学气相沉积(CVD)将结晶SiC晶粒沉积在从步骤6)得到的所述多孔石墨基板的表面上并允许所述结晶SiC晶粒生长成实质上四面体SiC晶体，直到形成外SiC表面层。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，进一步包括以下步骤：在步骤2)之前通过用N₂净化所述工艺腔室并加热到≥1000℃至1500℃的温度来预调节所述多孔石墨基板，并且然后直接地实施步骤2)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述多孔石墨基板的所述孔隙度为≥6％且＜15％、优选地6％至13％、更优选地6％至＜12％、更优选地9％至11.5％。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述预调节步骤包括：用氮净化所述工艺腔室，直到所述工艺腔室中的氧含量为约5.0％，接着将所述工艺腔室加热到至少约1000℃的温度，直到所述氧气含量为≤0.5％、优选地≤0.3％、优选地≤0.2％、优选地≤0.1％。

6.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中实施步骤4)，直到形成呈以至少75μm、优选地至少为100μm、优选地75μm至200μm的长度延伸的卷须的形式的连接结晶SiC材料。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中实施步骤4)的所述注入阶段，直到形成界面层，所述界面层包含具有SiC填充的孔的多孔石墨并具有至少50μm、优选地至少75μm、优选地至少100μm、优选地至少150μm、优选地至少200μm、更优选地约200μm至约500μm的厚度，其中所述界面层位于所述石墨基板与在生长阶段的步骤5)中和/或步骤8)中形成的所述SiC表面层之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中控制所述注入阶段以实现在步骤4)中形成在所述孔中的平均粒度为＜10μm、优选地≤7μm、优选地≤5μm、优选地≤4μm、优选地≤3μm、优选地≤2μm的实质上四面体结晶Si的形成，和/或其中控制所述生长阶段以实现在步骤5)和/或8)中形成在所述石墨基板的所述表面上的平均粒度为≥10μm、优选地≥10μm至30μm的实质上四面体结晶SiC的形成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中在步骤5)和/或8)中，将均质且连续的不可渗透的SiC层沉积到所述石墨基板的所述表面上，所述石墨基板在整个所涂覆的表面区域上基本上没有开裂和/或呈现基本上连续厚度，和/或其中在相同条件和相同沉积时间下，在步骤5)中沉积到所述石墨基板上的所述SiC层比在步骤8)中沉积到所述石墨基板上的所述SiC层厚。