带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座及其制备方法与应用与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着发光二极管（light-emitting diode，led）产业迅速发展，led外延片的需求量不断增加，led外延片是指在衬底基片上生长出来的单晶薄膜，承载衬底基片的碳化硅涂层石墨基座的品质直接影响了led外延片的质量。然而，传统的碳化硅涂层石墨基座抗热震性能不足，在经历多次高温低温循环后，碳化硅涂层容易发生剥落，因此，亟需开发一种制备方法，能够提高碳化硅涂层石墨基座的抗热震性能。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座及其制备方法与应用，采用该制备方法制得的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座具有优异的抗热震性能。

2、本发明公开了一种带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，包括以下步骤：

3、将sio粉体以及石墨基座置于反应容器中，所述石墨基座位于所述sio粉体的挥发路径上；

4、对所述反应容器进行抽真空处理并加热至1100℃-1800℃，然后向所述反应容器中通入流量为100sccm-1000sccm的惰性气体并保温，所述sio粉体挥发形成的sio气体与所述石墨基座反应，在所述石墨基座的内部以及表面形成碳化硅；以及

5、控制所述反应容器的温度在1100℃-1500℃之间，向所述反应容器中通入稀释气体、硅源以及还原性气体在所述石墨基座的表面进行化学气相沉积反应，得到带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座，所述嵌入式碳化硅涂层包括嵌入部分以及表层部分，所述表层部分中sic晶粒呈类金字塔状。

6、在一实施方式中，所述sio粉体挥发形成的sio气体与所述石墨基座反应的步骤中，生成co气体，所述co气体降低所述反应容器内所述sio气体的浓度。

7、在一实施方式中，所述sio粉体的质量与所述石墨基座的质量比为1:2-1:20。

8、在一实施方式中，保温的时间为1h-10h。

9、在一实施方式中，所述硅源与所述还原性气体的摩尔比为0.05-0.3。

10、在一实施方式中，通入稀释气体、硅源以及还原性气体的步骤中：

11、所述稀释气体包括氩气或氦气中的至少一种；

12、及/或，所述稀释气体的流量为500sccm-2000sccm；

13、及/或，所述硅源包括氯硅烷或四氯化硅中的至少一种；

14、及/或，所述硅源的流量为200sccm-600sccm；

15、及/或，所述还原性气体为氢气；

16、及/或，所述还原性气体的流量为1000sccm-10000sccm。

17、在一实施方式中，进行化学气相沉积反应的步骤中，反应温度为1100℃-1500℃，反应时长为1h-10h。

18、一种带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座，采用如上述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法制得，包括石墨基座以及嵌入式碳化硅涂层，所述嵌入式碳化硅涂层包括嵌入部分以及表层部分，所述表层部分中sic晶粒呈类金字塔状。

19、在一实施方式中，所述嵌入式碳化硅涂层的嵌入深度大于或等于200μm。

20、一种如上述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座在制备发光二极管外延片中的应用。

21、本发明提供的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法中，首先，将反应容器的温度加热至1100℃-1800℃，使sio粉体挥发成为sio气体并进入到石墨基座内部，与石墨基座表面以及内部的c发生反应形成sic，使sic嵌入到石墨基座的内部；其次，将反应容器控温在1100℃-1500℃之间，向反应容器中通入稀释气体、硅源以及还原性气体在石墨基座的表面进行化学气相沉积反应，在石墨基座表面碳化硅的基础上继续生长碳化硅，从而，一方面，使表层部分的碳化硅与石墨基座内部的碳化硅一体，在一定程度上提高嵌入式碳化硅涂层与石墨基座之间的结合力，另一方面，化学气相沉积反应形成的碳化硅均匀性好，致密度高，能够防止高温气体进入石墨基座内部，最终使制得的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座具有优异的抗热震性能。

技术特征：

1.一种带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，其特征在于，所述sio粉体挥发形成的sio气体与所述石墨基座反应的步骤中，生成co气体，所述co气体降低所述反应容器内所述sio气体的浓度。

3.根据权利要求1所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，其特征在于，所述sio粉体的质量与所述石墨基座的质量比为1:2-1:20。

4.根据权利要求1所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，其特征在于，保温的时间为1h-10h。

5.根据权利要求1至权利要求4任一项所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，其特征在于，所述硅源与所述还原性气体的摩尔比为0.05-0.3。

6.根据权利要求1至权利要求4任一项所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，其特征在于，通入稀释气体、硅源以及还原性气体的步骤中：

7.根据权利要求1至权利要求4任一项所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，其特征在于，进行化学气相沉积反应的步骤中，反应温度为1100℃-1500℃，反应时长为1h-10h。

8.一种带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座，其特征在于，采用如权利要求1至权利要求7任一项所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法制得，包括石墨基座以及嵌入式碳化硅涂层，所述嵌入式碳化硅涂层包括嵌入部分以及表层部分，所述表层部分中sic晶粒呈类金字塔状。

9.根据权利要求8所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座，其特征在于，所述嵌入式碳化硅涂层的嵌入深度大于或等于200μm。

10.一种如权利要求8或权利要求9所述的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座在制备发光二极管外延片中的应用。

技术总结本发明涉及一种带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座及其制备方法与应用，该带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座的制备方法，包括以下步骤：将SiO粉体以及石墨基座置于反应容器中，石墨基座位于所述SiO粉体的挥发路径上；对反应容器进行抽真空处理并加热至1100℃‑1800℃，然后向反应容器中通入流量为100sccm‑1000sccm的惰性气体并保温，SiO粉体挥发形成SiO气体与石墨基座反应，在石墨基座的内部以及表面形成碳化硅；以及控制反应容器的温度在1100℃‑1500℃之间，向反应容器中通入稀释气体、硅源以及还原性气体在石墨基座的表面进行化学气相沉积反应，得到带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座。采用该制备方法制得的带有嵌入式碳化硅涂层的石墨基座具有优异的抗热震性能。技术研发人员：傅霖兵,请求不公布姓名,门玉娟,请求不公布姓名,春伟博受保护的技术使用者：浙江晶诚新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26