一种碳化钽多层涂层结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳化钽多层涂层结构及其制备方法，所述结构主要包括碳化钽下层、碳化钽过渡层以及碳化钽上层；该制备方法包括碳化钽前驱体的制备，将碳化钽前驱体粉末、有机溶剂和粘结剂混合，球磨充分得到碳化钽浆料；将浆料均匀的涂覆在碳基体表面，干燥脱脂后，在惰性气氛条件下进行梯度高温烧结，得到碳化钽多层涂层。与现有技术相比，本发明专利技术采用料浆‑烧结法在碳基体表面制备厚膜，通过烧结随机取向的TaC预涂层，晶粒生长后形成无贯穿性裂纹TaC多层膜。该多层膜具有优异力学性能，解决现有TaC涂层与碳基体之间热膨胀系数不匹配的问题，防止开孔、裂纹和化学刻蚀对碳材料衬底的损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及第三代半导体生产，具体涉及一种碳化钽多层涂层结构及其制备方法。

技术介绍

1、碳材料因其卓越的导电性、导热性、低热膨胀系数被广泛应用于第三代半导体的坩埚及其他支撑材料，这些特性使得碳材料在第三代半导体晶体生长过程中能够耐高温和复杂的热循环条件。但是第三代半导体晶体的合成和器件制造工艺涉及更高的温度和更具腐蚀性的气氛，例如氮化铝(aln)和碳化硅(sic)的合成温度均在2000℃以上，在晶体合成过程中的气化、气相传输以及再结晶等活动都在相对密闭的坩埚中进行，从源粉末升华的源气体物质(如al和si蒸汽)具有高度反应性，腐蚀常规坩埚材料，这限制了其在晶体生长等应用中的使用寿命，为了克服这一挑战，通常在碳材料表面涂覆一层保护材料，提高其耐腐蚀性和延长使用寿命。

2、碳化钽(tac)是一种超高温陶瓷材料，以其高熔点(3880℃)和出色的化学稳定性而著称。在第三代半导体晶体的制备过程中，tac涂层能够有效抵抗多种化学物质的侵蚀，从而保护碳基体。此外，tac涂层坩埚还能提升制备晶体质量，降低生长成本，因此在半导体行业中具有重要的应用前景。...

【技术保护点】

1.一种碳化钽多层涂层结构，其特征在于，该碳化钽涂层包括依次生长在碳材料表面的碳化钽下层、碳化钽过渡层、碳化钽上层；

2.根据权利要求1所述的一种碳化钽多层涂层结构，其特征在于，

3.一种如权利要求1-2任一项所述的一种碳化钽多层涂层结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种碳化钽多层涂层结构的制备方法，其特征在于，所述球磨时间为24-48h；

5.根据权利要求3所述的一种碳化钽多层涂层结构的制备方法，其特征在于，所述梯度高温烧结升温速率为2-20℃/min。

6.根据权利要求3所述的一种碳化钽多层...

【技术特征摘要】

1.一种碳化钽多层涂层结构，其特征在于，该碳化钽涂层包括依次生长在碳材料表面的碳化钽下层、碳化钽过渡层、碳化钽上层；

2.根据权利要求1所述的一种碳化钽多层涂层结构，其特征在于，

3.一种如权利要求1-2任一项所述的一种碳化钽多层涂层结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种碳化钽多层涂层结构的制备方法，其特征在于，所述球磨时间为24-48h；

5.根据权利要求3所述的一种碳化钽多层涂层结构的制备方法，其特征在于，所述梯度高温烧结升温速率为2-20℃/min。

6.根据权利要求3所述的一种碳化钽多层涂层结构的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛包括真空、氦气或氩气中的一种或几种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈益钢，杨晓雨，勾宏阳，王馨彤，张嘉慧，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：