[发明专利]α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料和其制备方法及使用该材料的二体型等离子室阴极

权利要求书

1.一种α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的制备方法，具体包含如下阶段：通过常压或加压烧结得到α型SiC粉末，将碳粉末与所述α型SiC粉末混合后得到碳-α型SiC混合体的阶段(S11)；所述碳-α型SiC混合体经过高温加压，得到碳-α型SiC成形体的阶段(S12)；在1400℃～2000℃的真空高温条件下，使已调节好电阻的硅与所述碳-α型SiC成形体反应并渗入到成形体内的阶段(S13)，其中硅电阻通过硼的添加量进行调节。

2.如权利要求1所述的α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的制备方法，其特征在于，所述α型SiC粉末使用如下方法制备的α型SiC材料：使用大型的艾奇逊炉，混合SiO₂与石油焦后，通上电流、在2200℃～2400℃高温下反应后得到α型SiC材料。

3.如权利要求1所述的α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的制备方法，其特征在于，所述α型SiC粉末与碳粉末混合在一起，获得碳-α型SiC混合体的阶段(S11)中，混入粒子大小各为0～50μm的硅粉末和掺杂剂粉末，且相对于碳-SiC混合体的总重量，硅粉末的重量比为0.1～20重量％，掺杂剂的重量比为0.1～10重量％，从而能够提高浸渍中的硅与碳的反应性。

4.如权利要求1所述的α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的制备方法，其特征在于，所述α型SiC粉末与碳粉末混合得到碳-α型SiC混合体阶段(S11)中，所使用的碳粉末粒子大小为0～50μm，α型SiC粉末粒子大小为1～100μm。

5.如权利要求1所述的α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的制备方法，其特征在于，已调节好电阻的硅与所述碳-α型SiC成形体反应的阶段(S13)中，硅电阻通过硼的添加量进行调节，相对于α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的总重量，已调节好电阻的硅的重量比为30～80重量％，掺杂剂的重量比为0.1～10重量％，通过添加上述范围内的硅和掺杂剂能够调节电阻。

6.一种通过权利要求1～4中任一项所述的制备方法得到的α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料，其特征在于，所述SiC材料是用于半导体工程元件的SiC材料。

7.一种使用α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的二体型等离子室阴极，其特征在于，所述二体型等离子室阴极如下构成：在半导体晶片的蚀刻工序中，在通过往腔室内注入反应气体并通上电流后发生等离子现象的、呈平坦或一定角度的外廓漏斗状且具有落差的等离子室阴极中，在硅电极(20)的上部结合SiC电极(10)，所述SiC电极(10)是由根据权利要求1至4中的任一项所述的方法制备的α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料构成。

8.如权利要求7所述的使用α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的二体型等离子室阴极，其特征在于，所述硅电极(20)及SiC电极(10)的结合方式是选自弹性体(E)结合方式和结合螺栓(B)结合方式中的一种结合方式。

9.如权利要求7所述的使用α型SiC-β型SiC结合型反应烧结SiC材料的二体型等离子室阴极，其特征在于，上述电极的外廓落差含有从电极中心向外展开的环形结构。