【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，特别涉及一种双层碳化钽涂层的制备方法及石墨部件。
技术介绍
1、随着高频通讯设备、功率器件的不断发展，第三代sic半导体由于其自身性能的优异性，在卫星通讯、5g网络、轨道交通、高压电网等领域凸显而出。目前企业最多采用pvt法制备sic单晶，此方法制备的碳化硅单晶过程中会腐蚀石墨部件，导致制备的sic单晶缺陷密度较高，无法满足功率器件更高的电压环境下使用。
2、致密的tac涂层可以很好的保护石墨基材在碳化硅晶体生长过程中被腐蚀，从而避免由于石墨基材被腐蚀导致生长的碳化硅晶体的缺陷，但是在烧结过程中，由于石墨基材和tac涂层存在较大的热膨胀系数差异，导致烧结后的碳化钽涂层内部含有较大的热应力，热应力无法释放，碳化钽涂层与石墨基材的结合强度差，导致碳化钽涂层从石墨基材表面和倒角、直角等尖锐的部位出现涂层脱落现象。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述技术问题，提供一种双层碳化钽涂层的制备方法及石墨部件。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种双层碳化钽涂层的制备方法，包括：
3、提供含氧/钽元素物质的第一悬浮液；
4、提供硅/碳/钽复合相物质和第一含钽粉末的第二悬浮液；
5、将所述第一悬浮液涂覆于石墨部件的表面，固化形成第一预涂层；
6、将所述第二悬浮液涂覆于所述第一预涂层表面，固化形成第二预涂层；
7、将固化有第一预涂层与第二预涂层的石墨部件进行烧结，所述第一预涂层形成第一碳化钽
8、可选的，所述含氧/钽元素物质包括taxoyc、乙醇钽、氧化钽中的一种或几种；所述含氧/钽元素物质中氧元素和钽元素的物质的量的比值范围为1:1～5。
9、可选的，所述硅/碳/钽复合相物质中的钽元素、硅元素、碳元素的物质的量的比值范围为1～3:1～8：1。
10、可选的，所述硅/碳/钽复合相物质的制备步骤包括：
11、提供第二含钽粉末、含硅粉末、碳粉；
12、将所述第二含钽粉末、所述含硅粉末、所述碳粉进行均匀混合；
13、将混合后的所述第二含钽粉末、所述含硅粉末、所述碳粉进行烧结，形成初级硅/碳/钽复合相物质；
14、将初级硅/碳/钽复合相物质破碎，筛分粒径在设定范围内的所述初级硅/碳/钽复合相物质作为硅/碳/钽复合相物质。
15、可选的，所述第二含钽粉末包括钽类及钽类含氧化合物。
16、可选的，所述第二含钽粉末、所述含硅粉末中的钽元素与硅元素的物质的量的比的范围为1～5。
17、可选的，所述第一碳化钽涂层的厚度大于所述第二碳化钽涂层的厚度，所述第一碳化钽涂层的厚度范围为20μm～40μm，所述第二碳化钽涂层的厚度范围为10μm～20μm，所述第一碳化钽涂层的疏松多孔结构的孔隙率的范围为30％～50％。
18、可选的，还包括：采用0.4mm以上的车距将石墨部件加工至预定尺寸。
19、本专利技术还提供一种双层碳化钽涂层的制备方法，包括：
20、提供含氧/钽元素物质的第一悬浮液；
21、提供硅/碳/钽复合相物质和第一含钽粉末的第二悬浮液；
22、将所述第一悬浮液涂覆于石墨部件的表面，固化形成第一预涂层；
23、将固化有第一预涂层的石墨部件进行烧结，使得所述第一预涂层形成第一碳化钽涂层；
24、将所述第二悬浮液涂覆于所述第一碳化钽涂层的表面，固化形成第二预涂层；
25、将固化有第二预涂层的石墨部件进行烧结，所述第二预涂层形成第二碳化钽涂层，最终获得具有双层碳化钽涂层的石墨部件，其中，其中，所述第一碳化钽涂层具有疏松多孔的结构，烧结后的第一碳化钽涂层内部的热应力通过疏松多孔的结构进行释放，使得所述第一碳化钽涂层与石墨部件更好的结合，位于所述第一碳化钽涂层表面的所述第二碳化钽涂层具有致密结构，使得获得的双涂层更加致密。
26、本专利技术还提供一种石墨部件，采用上述的一种碳化钽涂层的制备方法获得。
27、综上所述，本专利技术的优点及有益效果为：
28、本专利技术提供一种双层碳化钽涂层的制备方法及石墨部件。一种双层碳化钽涂层的制备方法包括：将第一悬浮液和第二悬浮液分别涂覆于石墨部件表面，固化成为第一预涂层和第二预涂层，通过烧结使得依次固化在石墨部件表面的所述第一预涂层和所述第二预涂层形成第一碳化钽涂层和第二碳化钽涂层，最终获得具有双层碳化钽涂层的石墨部件。其中，形成的所述第一碳化钽涂层为疏松多孔结构的涂层，通过具有疏松多孔结构所述第一碳化钽涂层将内部较大的热应力进行释放，使得第一碳化钽涂层与石墨部件更好的结合，也就使得最终获得的所述双层碳化钽涂层与石墨部件更好的结合，避免了石墨基材和第一碳化钽涂层存在的较大的热膨胀系数差异，在烧结后的第一碳化钽涂层内部存在较大的热应力，导致第一碳化钽涂层脱落，也就导致了最终获得的所述双层碳化钽涂层从石墨部件表面脱落；在所述第一碳化钽涂层表面形成所述第二碳化钽涂层，形成的所述第二碳化钽涂层为致密的涂层，由于所述第二碳化钽涂层与所述第一碳化钽涂层材料均为碳化钽，所述第二碳化钽涂层与所述第一碳化钽涂层之间的热应力相差不大，使得所述第一碳化钽涂层与所述第二碳化钽涂层更容易紧密结合且不会因为热应力差异大出现涂层脱落的现象，使得获得的双涂层更加致密，进而使得获得的具有双涂层的石墨部件更加耐用。
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1.一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述含氧/钽元素物质包括TaxOyC、乙醇钽、氧化钽中的一种或几种；所述含氧/钽元素物质中氧元素和钽元素的物质的量的比值范围为1:1～5。
3.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述硅/碳/钽复合相物质中的钽元素、硅元素、碳元素的物质的量的比值范围为1～3:1～8：1。
4.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述硅/碳/钽复合相物质的制备步骤包括：
5.如权利要求4所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述第二含钽粉末包括钽类及钽类含氧化合物。
6.如权利要求4所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述第二含钽粉末、所述含硅粉末中的钽元素与硅元素的物质的量的比的范围为1～5。
7.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述第一碳化钽涂层的厚度大于所述第二碳化钽涂层的厚度，所述第一碳化钽涂层的厚度范围为
8.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，还包括：采用0.4mm以上的车距将石墨部件加工至预定尺寸。
9.一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，包括：
10.一种石墨部件，其特征在于，采用权利要求1～9任意一项所述的一种碳化钽涂层的制备方法获得。
...【技术特征摘要】
1.一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述含氧/钽元素物质包括taxoyc、乙醇钽、氧化钽中的一种或几种；所述含氧/钽元素物质中氧元素和钽元素的物质的量的比值范围为1:1～5。
3.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述硅/碳/钽复合相物质中的钽元素、硅元素、碳元素的物质的量的比值范围为1～3:1～8：1。
4.如权利要求1所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述硅/碳/钽复合相物质的制备步骤包括：
5.如权利要求4所述的一种双层碳化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述第二含钽粉末包括钽类及钽类含氧化合物。
6.如权利要求4所述的一种双层...
【专利技术属性】
技术研发人员：严寿亮，徐所成，王明华，张振远，袁志杰，周杰，胡堂正，冯志强，
申请(专利权)人：杭州乾晶半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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