[发明专利]基于聚硅氧碳的碳化硅材料、应用和器件

权利要求书

1.一种制备碳化硅的方法，所述方法包括：

a.催化包括硅、碳和氧的液体，其中所述液体是摩尔比为约30％至85％的碳，约5％至40％的氧和约5％至35％的硅的聚硅氧碳前体制剂；

b.将所述催化液体在惰性气体存在下、高于70℃的温度下固化成含有硅、碳和氧的固化材料，所述固化材料具有至少约99.99％的纯度；

c.将所述固化材料在高于1750℃的温度下转化成基本上由具有硬度的碳化硅颗粒组成的陶瓷材料，其中所述颗粒具有低于约10ppm的Al，Fe和B总量；

d.将所述碳化硅颗粒制成体积形状，所述体积形状的硬度小于所述碳化硅颗粒硬度的1/4。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳化硅是选自由3C，2H，4H，6H，8H和15R构成的组的多型体。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述体积形状的硬度小于所述碳化硅颗粒的硬度的1/10。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述体积形状的硬度小于所述碳化硅颗粒的硬度的1/20。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体中硅与碳与氧的摩尔比为约25％Si，约50％C和约25％O。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体中硅与碳与氧的摩尔比为约20％Si，约60％C和约20％O。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体中硅与碳与氧的摩尔比为约23％Si，约54％C和约23％O。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体中硅与碳与氧的摩尔比为约22％Si，约56％C和约22％O。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体中硅与碳与氧的摩尔比为约1.37Si，约2.73C和约1.37O。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳化硅的体积形状具有低于约50ppm的选自由由Al，Fe，B和P构成的组的元素总量。

11.一种高纯度聚合物衍生的陶瓷SiC组合物，所述组合物包括：

a.SiC₄构型；

b.限定表面的组合物，其中所述组合物表面在标准环境温度和压强下抗氧化，借此所述表面在标准环境温度和压强下基本上不含氧化物层；和，

c.其中所述组合物基本上不含杂质，由此总杂质低于1ppm。

12.根据权利要求11所述的高纯度聚合物衍生的陶瓷SiC组合物，其中所述SiC4构型选自由下列构型构成的组：立方结构和四面体结构。

13.根据权利要求11所述的高纯度聚合物衍生的陶瓷SiC组合物，其中所述SiC4构型选自由下列构型构成的组：3C-SiC，β-SiC，2H-SiC，4H-SiC，6H-SiC，8H，10H，16H，18H，19H，15R，21R，24H，33R，39R，27R，48H和51R。

14.根据权利要求11所述的高纯度聚合物衍生的陶瓷SiC组合物，其中所述SiC4构型选自下列构型构成的组：ABCABC的堆叠顺序，ABAB的堆叠顺序，ABCBABCB的堆叠顺序和ABCACBABCACB的堆叠顺序。

15.一种半导体，包括由权利要求11所述的具有带隙的高纯度聚合物衍生的陶瓷SiC组合物制成的SiC晶片，其中所述带隙为约2.26eV至约3.33eV。

16.一种功率器件，包括由权利要求11所述的具有Emax的高纯度聚合物衍生的陶瓷SiC组合物制成的SiC晶片，其中所述Emax大于约1MV/cm。