[发明专利]一种具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘及其制备方法

权利要求书

1.一种具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘，其特征在于，由内至外包括依次层叠的石墨基座盘基体、第一SiC界面层、Si过渡层、第二SiC界面层、热解炭过渡层以及梯度SiC涂层；其中，第一SiC界面层、Si过渡层、第二SiC界面层、热解炭过渡层以及梯度SiC涂层在石墨基座盘表面全覆盖，所述梯度SiC涂层包括SiC组份和C组份，SiC组份含量从内至外从0％逐渐增加到100％，C组份含量从内至外从100％逐渐减少到0％，所述梯度SiC涂层的厚度为60-100μm，所述梯度SiC涂层的粗糙度低于2μm。

2.根据权利要求1所述的具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘，其特征在于，所述Si过渡层的厚度为5-10μm，所述热解炭过渡层厚度为1-5μm。

3.根据权利要求1所述的具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘，其特征在于，所述第一SiC界面层以及第二SiC界面层的厚度为50-500nm。

4.一种采用如权利要求1-3任一所述的具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01、对石墨基座盘基体进行预处理，采用化学气相沉积工艺在石墨基座盘基体的表面沉积Si过渡层；

步骤S02、采用化学气相沉积工艺在步骤S01中形成的Si过渡层上沉积热解炭过渡层；

步骤S03、采用化学气相沉积工艺在步骤S02中形成的热解炭过渡层上沉积梯度SiC涂层；其中，梯度SiC涂层采用四氯化硅为Si源物质，以甲烷为碳源物质，氩气为稀释气，H₂为载气，甲烷和四氯化硅气体的摩尔比为从1:0逐步变为1:1，沉积温度为1000～1200℃，沉积时间为5～50h，形成梯度SiC涂层；

步骤S04、将化学气相沉积反应室内的温度升高至1400-1600℃，随后保温1-5h，所述石墨基座盘基体与Si过渡层之间发生原位反应，形成第一SiC界面层，所述Si过渡层与热解炭过渡层之间发生原位反应，形成第二SiC界面层；

步骤S05、将化学气相沉积反应室内降温至室温，得到具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘。

5.根据权利要求4所述的具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘的制备方法，其特征在于，所述步骤S01中，采用四氯化硅为前驱体，氩气为稀释气，氢气为载气，沉积温度1000～1400℃，沉积时间为1～20h，形成Si过渡层。

6.根据权利要求4所述的具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘的制备方法，其特征在于，所述步骤S02中，采用甲烷为碳源物质，氩气为稀释气，沉积温度为900～1200℃，沉积时间为1～20h，形成热解炭过渡层。

7.根据权利要求4所述的具有过渡层结构的半导体用石墨基座盘的制备方法，其特征在于，所述步骤S03中，保持步骤S02的工艺参数不变，通入不同含量的四氯化硅气体形成梯度SiC涂层；所述四氯化硅气体的通入量为y＝a·t，其中，y代表四氯化硅的通入量，a为大于0的正数，t代表时间。