[发明专利]以高纯固态碳素材料为主经渗硅制备高纯碳化硅烧结体的方法及组合物

摘要

本发明涉及高纯碳化硅烧结体的制备方法。方法包括按质量比称取组合物、机械搅拌、模具中成型、烘干固化、机床加工、混合酸浸泡再用去离子水清洗，除去表面吸附杂质、高温窑炉中硅粒渗入、烧成，酸洗后，真空包装。原料包括高纯固态碳素材料、粘合剂、润滑剂、高纯硅粒。具有加工成本低，无开口气孔、耐化学腐蚀的特点，由于在烧成过程中碳化硅的生成，增加了致密度和强度，烧成后产品密度大于3.05克/厘米³，使产品中游离硅降低，采用高纯固态碳素材料降低了杂质的含量，使产品单个杂质浓度小于0.5ppm。满足0.13μm线宽以下半导体器件制造要求。广泛用于加工制造扩散管、晶舟、样板晶圆、真空高温炉密封件等产品。

主权项

1、一种以高纯固态碳素材料为主经渗硅制备高纯碳化硅烧结体的方法，其特征在于按以下步骤进行：a、按质量比称取高纯固态碳素材料；b、在高纯固态碳素材料中加入热固型有机粘合剂和润滑剂放入械搅拌机中搅拌混合均匀；c、将搅拌好的混合料放入模具中成型；d、成型的半成品素胚放入烘干窑中升温温度为160℃～300℃素胚固化；成型的素胚固化的最高温度为300℃，烘干固化周期10-40小时；e、对烘干固化后的素胚按产品尺寸及形状进行机械加工；f、经机械加工后的半成品进行酸洗，再用去离子水清洗，除去加工过程中表面吸附杂质；g、在高温可控气氛炉中烧成，素胚下铺纯度大于99％高纯硅粒，硅粒粒径为0.3～12mm，渗硅烧成温度为1600～2600℃使硅粒熔化渗入胚体和高纯固态碳素材料进行反应，生成纯度大于99％碳化硅体；h、在烧成碳化硅体的同时，充入高纯氮气或惰性气体，在大于硅熔化温度1414℃后，抽真空使液态硅渗入胚体和高纯固态碳素材料完全反应生成碳化硅体；i、碳化硅体再次进行精加工和酸洗后，真空包装即为合格产品。