烧结炉和一种在石墨基体表面制备碳化钽涂层的方法技术

本申请实施例提供了一种烧结炉和一种在石墨基体表面制备碳化钽涂层的方法。烧结炉用于在石墨基体上烧结碳化钽涂层。烧结炉包括炉壳、第一电极和第二电极。炉壳的内部形成有空腔，空腔配置为烧结石墨基体的容纳空间。第一电极的一端与石墨基体的一侧接触，且第二电极的一端与石墨基体的另外一侧接触，当给第一电极和第二电极施加电压时，第一电极、第二电极和石墨基体形成导电回路。通过本实施例中的烧结炉烧结而成的石墨基体，其自身不会出现损耗，保障了后续长晶质量，进而能够延长石墨基体的使用寿命，而且由于不必设置加热器，因此有效降低生产成本有利于产业化生产。有效降低生产成本有利于产业化生产。有效降低生产成本有利于产业化生产。

【技术实现步骤摘要】
烧结炉和一种在石墨基体表面制备碳化钽涂层的方法


[0001]本申请涉及碳化钽涂层制备领域，特别涉及一种烧结炉和一种在石墨基体表面制备碳化钽涂层的方法。

技术介绍

[0002]本部分提供的仅仅是与本申请相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
[0003]相关技术中，在半导体晶体生长领域，石墨材料器件得到广泛应用，例如石墨加热器、石墨坩埚、夹具等。石墨材料具有很多独特的性能，如：是热和电的良导体、高化学稳定性、耐高温、热膨胀系数小、抗热震性强、容易加工、价格比钨、钼、钽便宜等特点，是一种重要的无机非金属材料。
[0004]第三代半导体晶体生长环境温度高达2100～2400℃，并且在尺寸较小的生长空间中，存在着复杂的气氛环境，升华的源粉体(硅、铝)气氛有较高的反应活性，能够侵蚀石墨材料器件，石墨材料器件表面颗粒进入晶体中造成包裹物等晶体缺陷，进而对晶体、半导体的性能和品质产生重大的影响，而石墨材料表面增加碳化钽涂层的覆盖则能够很好的解决这个问题。
[0005]碳化钽是一种具有高熔点(3880℃)、高强度和化学稳定性较好的高温陶瓷材料，高温环境下有优异的抗化学腐蚀性和抗氧化性能的特点，使其可作为一种高温涂层应用于石墨材料器件表面，赋予器件更加优异的抗腐蚀能力，有效起到保护作用，从而在第三代半导体的实际晶体生长中起到减少缺陷提高晶体质量，增加石墨材料器件的重复使用率，降低生成成本的作用。
[0006]目前，国内外低成本制备碳化钽涂层普遍采用的方法为：采用碳化钽、烧结助剂、粘接剂与溶剂配置悬浊液，将悬浊液均匀喷涂或刷涂于所述石墨器件表面，最后将喷好或刷好涂层的器件进行预温与烧结处理，即可在器件上得到一层碳化钽涂层。该方法不可避免的要将带有碳化钽悬浊液的石墨器件进行烧结处理，主要采用的烧结方式是在器件周围使用外加热器加热，石墨材料器件直接面对加热源，容易发生局部氧化，降低石墨材料件使用寿命，甚至影响后续长晶质量，并且外加热器长时间使用容易产生损耗，造成成本增加，因此如何延长石墨材料的使用寿命是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]本申请的目的是提供一种烧结炉和一种在石墨基体表面制备碳化钽涂层的方法，以延长石墨器件的使用寿命。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0008]本申请第一方面的实施例提出一种烧结炉，用于在石墨基体上烧结碳化钽涂层。烧结炉包括炉壳、第一电极和第二电极。炉壳的内部形成有空腔，空腔配置为烧结石墨基体的容纳空间。第一电极的一端与石墨基体的一侧接触，且第二电极的一端与石墨基体的另外一侧接触，当给第一电极和第二电极施加电压时，第一电极、第二电极和石墨基体形成导电回路。
[0009]根据本申请实施例中的烧结炉，在对石墨基体进行烧结时，可以先将涂覆有碳化钽悬浊液的石墨基体置于空腔内，然后将石墨基体没有涂覆碳化钽悬浊液的部位分别与第一电极和第二电极电性连接，当给第一电极和第二电极施加电压时，第一电极、第二电极和石墨基体形成导电回路，由于石墨基体为石墨材质，因此该石墨基体能够在导通的时候发热，进而利用石墨基体的自发热烧结涂覆有碳化钽悬浮液的石墨基体。通过本实施例中的烧结炉烧结而成的石墨基体，其自身不会出现损耗，保障了后续长晶质量，进而能够延长石墨基体的使用寿命，而且由于不必设置加热器，因此有效降低生产成本有利于产业化生产。
[0010]另外，根据本申请实施例的，还可以具有以下附加的技术特征：
[0011]在本申请的一些实施例中，所述炉壳包括第一炉盖、第二炉盖和侧炉桶，所述第一炉盖和所述第二炉盖分别设置在所述侧炉桶的两端，所述第一炉盖、所述第二炉盖和所述侧炉桶合围形成所述空腔。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述第一电极包括第一石墨电极和第一金属电极，所述第一石墨电极和所述第一金属电极电性连接，所述第一石墨电极配置为与所述石墨基体的其中一部分连接。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述第二电极包括第二石墨电极和第二金属电极，所述第二石墨电极和所述第二金属电极电性连接，所述第二石墨电极配置为与所述石墨基体的其中一部分连接。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述烧结炉还包括保温腔，所述保温腔设置在所述空腔内，所述保温腔的内部形成有真空室，所述保温腔还包括与所述真空室连通的进气口和出气口，待烧结石墨基体设置在所述真空室内，所述第一电极和所述第二电极穿过所述保温箱与所述石墨基体的一部分连接。
[0015]本申请第二方面的实施例提出了一种在石墨基体表面制备碳化钽涂层的方法，基于第一方面任一项实施例中的烧结炉而实施，所述方法的步骤包括：
[0016]将涂覆有碳化钽悬浊液的石墨基体放置在所述烧结炉内；
[0017]将所述石墨基体中未涂覆碳化钽悬浊液的一侧分别与所述第一电极和所述第二电极连通；
[0018]给所述第一电极和所述第二电极施加电压以使所述第一电极、所述第二电极和所述石墨基体形成回路。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述烧结炉还包括保温腔，所述保温腔设置在所述空腔内，所述保温腔的内部设置有真空室，以及与所述真空室连通的进气口和出气口，所述将涂覆有碳化钽悬浊液的石墨基体放置在所述烧结炉内的步骤包括，
[0020]将涂覆有碳化钽悬浊液的石墨基体放置在所述真空室内，并使所述真空室处于真空状态。
附图说明
[0021]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0022]图1为相关技术中烧结炉在烧结过程中的结构示意图；
[0023]图2为本申请实施例中烧结炉在烧结过程中的结构示意图；
[0024]图3为本申请实施例中烧结炉的主视图；
[0025]图4为本申请实施例中烧结炉的俯视图；
[0026]图5为图4中A
‑
A向的剖视图。
[0027]附图中各标记表示如下：
[0028]10
‑
石墨基体；20
‑
碳化钽悬浊液；30
‑
加热器；
[0029]100
‑
炉壳；110
‑
第一炉盖；120
‑
第二炉盖；130
‑
侧炉桶；空腔
‑
140；
[0030]210
‑
第一电极；211
‑
第一金属电极；212
‑
第一石墨电极；220
‑
第二电极；221
‑
第二金属电极；222
‑
第二石墨电极；
[0031]300
‑
保温腔；310
‑
真空室。
具体实施方式
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结炉，用于在石墨基体上烧结碳化钽涂层，其特征在于，所述烧结炉包括：炉壳，所述炉壳的内部形成有空腔，所述空腔配置为烧结所述石墨基体的容纳空间；第一电极和第二电极，所述第一电极的一端与所述石墨基体的一侧接触，且所述第二电极的一端与所述石墨基体的另外一侧接触，当给所述第一电极和所述第二电极施加电压时，所述第一电极、所述第二电极和所述石墨基体形成导电回路。2.根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于，所述炉壳包括第一炉盖、第二炉盖和侧炉桶，所述第一炉盖和所述第二炉盖分别设置在所述侧炉桶的两端，所述第一炉盖、所述第二炉盖和所述侧炉桶合围形成所述空腔。3.根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于，所述第一电极包括第一石墨电极和第一金属电极，所述第一石墨电极和所述第一金属电极电性连接，所述第一石墨电极配置为与所述石墨基体的其中一部分连接。4.根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于，所述第二电极包括第二石墨电极和第二金属电极，所述第二石墨电极和所述第二金属电极电性连接，所述第二石墨电极配置为与所述石墨基体的其中一部分连接。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏华阳，赵小玻，李勇，李宏凯，周振翔，倪代秦，王玉宝，李丹，田龙，
申请(专利权)人：中材人工晶体研究院山东有限公司，
类型：发明
国别省市：