[發(fā)明專利]制備含碳化硅的無氮層的方法

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• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN111164734A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 西格蒙德·格羅伊利希-韋伯
• 申請（專利權(quán)）人: PSC科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C01B32/956
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 喬獻(xiàn)麗

1.一種生產(chǎn)含碳化硅層的方法，所述層不含氮，其中

（a） 在第一方法步驟中，將液態(tài)含碳和硅溶液或分散體，特別是SiC前體溶膠施加到載體上，

（b） 在第一方法步驟（a）之后的第二方法步驟中，含碳和硅溶液或分散體，特別是SiC前體溶膠，被轉(zhuǎn)化為碳化硅，其中含碳和硅溶液或分散體經(jīng)受多級熱處理，其中

（i）在第一熱處理階段（i）含碳和硅溶液或分散體，特別是SiC前體溶膠，加熱至300℃或更高的溫度，特別是300℃至1800℃，優(yōu)選800℃至1000℃，以及

（ii）在第一熱處理階段（i）之后的第二熱處理階段，含碳和硅溶液或分散體，特別是碳化硅前體溶膠，加熱至1800℃或更高溫度，特別是1800℃至2200℃。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于熱處理階段（i） 至少基本上進(jìn)行5到150分鐘，優(yōu)選10到120分鐘，優(yōu)選15到60分鐘，和/或熱處理階段（ii）至少基本上進(jìn)行10到90分鐘，優(yōu)選10到40分鐘，優(yōu)選40分鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一熱處理階段（i）之前的處理階段將含碳和硅溶液或分散體，特別是SiC前體溶膠加熱至50℃至800℃，特別是100℃至500℃，優(yōu)選100℃至250℃，尤其是至少5到30分鐘，優(yōu)選5至20分鐘，更優(yōu)選10至18分鐘，優(yōu)選至少基本上15分鐘。

4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在處理階段（i）含碳和硅溶液或分散體特別是SiC前體溶膠中所含的含氮化合物，被分解和/或轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵貏e是，其中所有含氮化合物均經(jīng)溫度處理分解，尤其是轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀唷?/p>

5.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在處理階段（i）將含碳和硅溶液或分散體特別是SiC前體溶膠轉(zhuǎn)化為玻璃。

6.根據(jù)任一上述權(quán)利要求的方法，其特征在于，在處理階段（ii）中，含碳和硅溶液或分散體，特別是SiC前體溶膠，優(yōu)選在處理階段（i）中獲得的玻璃，轉(zhuǎn)化為結(jié)晶碳化硅。

7.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述層被摻雜。

8.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對于第一方法步驟（a）中的層，將含碳和硅溶液或分散體，特別是SiC前體溶膠，作為一層，特別是作為均勻?qū)邮┘拥剑瑑?yōu)選包含碳化硅更優(yōu)選包含3C-SiC和/或n-摻雜的載體上。

9.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在方法步驟（a）中，所述含碳和硅的溶液或分散體，特別是SiC前體溶膠，通過涂覆工藝，特別是通過浸涂、旋涂、噴涂、軋制、壓制或印刷施加到所述載體上，優(yōu)選通過浸涂、旋涂、噴涂或印刷，優(yōu)選通過浸涂。

10.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在方法步驟（a）中，將含碳和硅溶液或分散體，尤其是SiC前體溶膠施加到層厚在1μm到1000μm的范圍內(nèi)，特別是5μm到500μm，優(yōu)選8μm到300μm，優(yōu)選10μm到10μm的載體上。

11.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述載體的材料選自碳，特別是石墨和陶瓷材料，特別是碳化硅、二氧化硅和礦物材料，特別是剛玉，優(yōu)選藍(lán)寶石和氧化鋁以及金屬，特別是鋼及其混合物。

12.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在熱處理之后，特別是在方法步驟（b）之后，移除所述載體。

13. SiC層（2）和/或SiC晶片，特別是通過根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法生產(chǎn)的，其中SiC層（2）和/或SiC晶片包括碳化硅，優(yōu)選3C-SiC，其特征在于，

SiC層（2）和/或SiC晶片完全無氮。