[发明专利]一种碳化硅涂层石墨基座及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳化硅涂层石墨基座，包括呈圆盘片状的石墨基座，石墨基座表面沉积碳化硅薄膜，在碳化硅薄膜外沉积石墨烯薄膜或难熔金属碳化物层；或者石墨基座表面沉积难熔金属碳化物层；还包括沉积在难熔金属碳化物层表面或者沉积在石墨烯薄膜表面碳化硅涂层；通过在石墨基座表面沉积石墨烯薄膜或者难熔金属碳化物层，从而大大提高基体表面的比表面积，从而在基体表面形成了更多的形核位点，在沉积碳化硅涂层时，减轻了碳化硅晶粒聚集程度，使碳化硅涂层的晶粒分布更加均匀致密，提高了碳化硅涂层石墨基座的抗热震性能及耐腐蚀性能；本发明还涉及一种碳化硅涂层石墨基座制备方法。

技术领域

本发明属于半导体外延生长设备技术领域，尤其涉及一种碳化硅涂层石墨基座及其制备方法。

背景技术

MOCVD设备是LED产业生产过程中最重要的设备，由于其技术含量高，其价值占整个产业链（外延片—芯片—封装—应用）的70%。CVD-SiC涂层石墨基座是衬底材料的承载体和发热体，是MOCVD设备最关键的零部件，直接决定薄膜材料均匀性和纯度。碳化硅涂层与基体的结合力、表面粗糙度、致密性、纯度等指标直接影响了外延片的质量及石墨基座的寿命。

碳化硅涂层石墨基座的制备方法目前广泛应用的是化学气相沉积法和化学气相反应法。化学气相沉积法主要是在一定的沉积温度下，采用三氯甲基硅烷作为前驱体，氢气作为稀释气体和载气气体，氩气为稀释气体，三氯甲基硅烷通过油温加热呈现气体形式，然后通过鼓泡的方式利用载气氢气带入到沉积炉内，经过一系列的化学反应变化形成碳化硅外层，沉积到石墨基座表面，沉积温度为1050-1200℃，石墨表面活性位置跟反应气体原子或分子结合形成络合物，随后生成固态碳化硅粒子，粒子不断的堆积长大，形成碳化硅涂层。碳化硅涂层的形核点越多、大颗粒越少涂层晶粒越细，得到的涂层也更加致密，抗腐蚀性越强。

专利公开号CN112374912 A公开了一种石墨基座表面制备碳化硅涂层的方法，该方法使用硅粉和二氧化硅粉末在高温下反应生成SiO气体，SiO气体在石墨基座表面先生成碳化硅涂层，然后再用化学气相沉积的方法制备外层碳化硅涂层。该方法同时采用硅粉与二氧化硅粉末，在高温时硅粉和SiO气体会同时与石墨基座反应，不易控制，且硅粉易附着在基体表面造成石墨基座表面粗糙。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种碳化硅涂层石墨基座，以解决现有技术中碳化硅涂层颗粒大小不均匀，在MOCVD使用环境中抗热震性能及耐腐蚀性能不佳；另外，本申请还提供了一种碳化硅涂层石墨基座的制作方法。

为实现上述目的，本发明的一种碳化硅涂层石墨基座所采用的技术方案是：

一种碳化硅涂层石墨基座，包括：

石墨基座：呈圆盘片状；

石墨基座表面沉积碳化硅薄膜，在碳化硅薄膜外沉积石墨烯薄膜或难熔金属碳化物层；

或者石墨基座表面沉积难熔金属碳化物层；

碳化硅涂层：沉积在难熔金属碳化物层表面或者沉积在石墨烯薄膜表面。

有益效果：通过在石墨基座表面沉积石墨烯薄膜或者难熔金属碳化物层，从而在沉积碳化硅涂层时，大大提高基体表面的比表面积，从而在基体表面形成了更多的形核位点，减轻了碳化硅晶粒聚集程度，使碳化硅涂层的晶粒分布更加均匀致密，增强石墨基座与碳化硅涂层之间的结合力，提高了碳化硅涂层石墨基座的抗热震性能及耐腐蚀性能。

一种碳化硅涂层石墨基座制备方法，包括：

步骤1：对石墨基座进行预处理，放置于化学气相沉积室内；

步骤2：对化学气相沉积室抽真空，然后用惰性气体清洗沉积室；

步骤3：采用化学气相沉积工艺在石墨基座表面沉积一层碳化硅薄膜，然后沉积难熔金属碳化物层或者石墨烯薄膜；或者直接在石墨基座表面沉积难熔金属碳化物层；

步骤4：采用化学气相沉积工艺在步骤3中形成的难熔金属碳化物层或者石墨烯薄膜外沉积碳化硅涂层。