一种CVD法制备碳化钽涂层的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115948721A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310246761.4(22)申请日2023.03.15(71)申请人杭州幄肯新材料科技有限公司地址310000浙江省杭州市钱塘区河庄街道江东六路5588号(72)发明人冯斌周刚相利学(74)专利代理机构北京国翰知识产权代理事务所(普通合伙)11696专利代理师李笑磊(51)Int.Cl.C23C16/32(2006.01)C23C16/44(2006.01)C23C16/448(2006.01)C23C16/02(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称一种CVD法制备碳化钽涂层的方法(57)摘要本发明公开了一种CVD法制备碳化钽涂层的方法；涉及碳化钽涂层制备领域；该方法具体步骤如下：对基底材料进行预处理；将预处理后的基底材料放置于CVD炉的反应室中，开启真空泵，将炉内压力抽至100Pa以下，停止真空泵，充入氩气，静置，再次开启真空泵，将炉内压力抽至30Pa以下；加热，达到沉积温度，保温；开启蒸发装置，设置温度与压力，将钽盐升华为气态，通入氩气作为载气，将气态钽盐携带至混合罐中，与氢气和丙烯混合均匀；混合气体进入CVD炉，加热，控制气体压力，沉积，停止通入气体，停止加热，冷却，得到碳化钽涂层。本发明制得的碳化钽涂层具有较高的力学性能以及优良的耐高温腐蚀性能、抗热震性能的碳化钽涂层。CN115948721ACN115948721A权利要求书1/1页1.一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：采用CVD法在基底材料表面沉积碳化钽涂层；所述基底材料选自石墨、碳碳复合材料和碳基陶瓷基复合材料中的至少一种；3‑6所述基底材料中所用石墨的密度为1.75~2.25g/cm，热膨胀系数为5.0~7.0×10·K‑1。2.根据权利要求1所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述基底材3料中所用碳碳复合材料的要求：密度为1.4~2.0g/cm。3.根据权利要求1所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：对基底材料进行预处理；将预处理后的基底材料放置于CVD炉的反应室中，开启真空泵，将炉内压力抽至100Pa以下，停止真空泵，充入氩气，静置20~30min，再次开启真空泵，将炉内压力抽至30Pa以下；然后加热，达到沉积温度，保温；开启钽盐蒸发装置，设置温度与压力，将五氯化钽升华为气态，通入氩气作为载气，将气态钽盐携带至混合罐中，与氢气和丙烯混合均匀；混合气体进入CVD炉，在反应室内被加热，控制气体压力为200~5000Pa，进行沉积，停止通入气体，停止加热，冷却，得到碳化钽涂层。4.根据权利要求3所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述基底材料的预处理步骤为：将基底材料浸入无水乙醇中超声震荡2~5min，然后浸入浓度为0.5~1.0mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡3~5min，再浸入去离子水中超声震荡3~5min，放入烘箱中干燥。5.根据权利要求3所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述真空泵中的加热速率为5~10℃/min，沉积温度为1500~2000℃，保温时间为40~60min。6.根据权利要求3所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述蒸发装置中，温度为150~300℃，压力为2~80KPa。7.根据权利要求3所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述蒸发装置中，氩气流量为3~9L/min，氢气流量为1~4L/min，丙烯流量为0.5~5L/min。8.根据权利要求3所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述沉积时间为15~30h，碳化钽涂层厚度为80~120μm。9.根据权利要求3所述的一种CVD法制备碳化钽涂层的方法，其特征在于：所述碳化钽涂层的硬度高于14GPa。2CN115948721A说明书1/9页一种CVD法制备碳化钽涂层的方法技术领域[0001]本发明涉及碳化钽涂层制备领域，具体涉及到在石墨、碳基陶瓷基复合材料表面制备碳化钽涂层的方法，即一种CVD法制备碳化钽涂层的方法。背景技术[0002]在半导体晶体生长领域，石墨材料和碳碳复合材料凭借着优异的力学、物理、化学性能，得到了广泛的应用。随着第三代半导体技术的兴起，单纯的石墨材料和碳碳复合材料已经不能满足第三代半导体生产的需求了。第三代半导体晶体生长所需的温度高达2000~2400℃，反应气氛亦比较复杂，石墨材料和碳碳复合材料在高温腐蚀环境中，会被气氛中的腐蚀性、活性物质不断侵蚀而掉粉掉渣，从而污染真空腔体内的洁净高纯环境，进一步影响半导体的质量，甚至会导致半导体报废。而在石墨材料和碳碳复合材料