[发明专利]一种SiC涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种SiC涂层及其制备方法，该涂层通过CVD方法制备，其中，采用铝原子和磷原子进行掺杂，其中铝原子掺杂浓度为0.8×10¹⁸cm^‑3至1.1×10¹⁸cm^‑3、铝原子浓度与磷原子浓度为比例为0.05‑0.1，所述涂层电阻率达到2×10⁶Ω·cm~4×10⁶Ω·cm。本发明的有益效果是：该方法制备方法简单，制备的SiC涂层能够获得10⁶Ω·cm以上的高电阻率。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种SiC涂层及其制备方法。

背景技术

微机电系统技术是将微电路和微机械装置按功能要求集成在芯片上的一种独立的智能系统，主要由传感器、制动器、电源、信号处理和控制电路组成，尺寸通常在微米级。材料是微机电系统技术发展基础，随着微机电系统技术应用领域日益扩展，对微机电系统的器件提出了更高的要求。SiC具有较高的临界击穿电场、高热导率和饱和电子迁移等特点，适合于制造大功率、高温、高频和抗辐射的半导体器件。CVD(化学气相沉积)法通常用于制备SiC涂层，通过SiC涂层可以对器件的性质进行所需的改进，为了进一步提高SiC的性能，通常对SiC进行掺杂以提高其所需性能，尤其掺杂p型、n型原子进行相关电学性质的改变。

中国专利ZL201280075046.9公开了一种SiC成型体及其制备方法，其通过在制备SiC的CVD过程中同时掺杂100-1000ppm的N原子和1-30ppm的B原子获得了电阻率为10-100000Ω·cm的SiC，其是通过用n型氮原子和p型硼原子同时取代C原子以实现电子与空穴的相互抵消以对电阻率大小实现控制，其实施例中的最高电阻率达到85000Ω·cm。但纯粹的SiC的理论最大电阻率可达10⁹Ω·cm，因此，如何通过简单的技术手段实现更大的电阻率值得进一步研究。

发明内容

本发明提供了一种SiC涂层，其通过CVD方法制备，采用铝原子和磷原子进行掺杂，其中铝原子掺杂浓度为0.8×10¹⁸cm^-3至1.1×10¹⁸cm^-3，铝原子浓度与磷原子浓度的比例为0.05-0.1，所述涂层电阻率达到2×10⁶Ω·cm～4×10⁶Ω·cm。

作为本发明的进一步改进，该SiC涂层的铝原子含量为0.87×10¹⁸cm^-3，磷原子含量为1.23×10¹⁹cm^-3。

作为本发明的进一步改进，该SiC涂层厚度为0.5mm。

本发明还提供了一种SiC涂层的制备方法，通过加热反应室至1300℃-1500℃，将同时含有硅源和碳源的一元原料气或分别含有硅源和碳源的二元原料气通入反应室，再将含有铝源和磷源的气体通过载气通入反应室，最终在基材上生成高电阻率的SiC涂层。

作为本发明的进一步改进，通过加热反应室至1300℃-1500℃，将CH₃SiCl₃气体通过氢气通入反应室，再将含有三甲基铝和磷化氢的气体通过氢气通入反应室，最终在基材上生成高电阻率的SiC涂层。

作为本发明的进一步改进，将CH₃SiCl₃气体通过氢气通入反应室，再将含有三甲基铝和磷化氢的气体通过氢气通入反应室，反应室通过加热至1400℃在基材上生成SiC涂层。

作为本发明的进一步改进，CH₃SiCl₃气体为气体体积总量的10％，三甲基铝的气体体积含量为0.025％，磷化氢的气体体积含量为0.5％。

作为本发明的进一步改进，所述基材为石墨。