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一種顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法與流程

文檔序號(hào):12168869閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)在多孔石墨板上涂覆高碳含量聚合物,在聚合物涂層上均勻布置SiC籽晶顆粒,保證SiC籽晶顆粒緊密附著在聚合物涂層上;

(2)將上述多孔石墨板水平放入真空加熱爐,真空度保持在1Pa-5×104Pa之間,加熱升溫至50℃-150℃,保溫一段時(shí)間,繼續(xù)升溫至200℃-300℃;

(3)將步驟(2)中的多孔石墨板放入真空炭化爐,按一定升溫速率逐步升溫至1000℃至1500℃,使聚合物中小分子釋放,逐步石墨化,在多孔石墨板表面形成石墨層;

(4)將處理后的多孔石墨板非涂覆面固定在坩堝上蓋上,SiC粉料放于石墨坩堝底部,坩堝上蓋與SiC粉料相對(duì)放置,放入感應(yīng)加熱爐進(jìn)行SiC單晶生長(zhǎng);

(5)在SiC單晶生長(zhǎng)過程中,生長(zhǎng)溫度保持在1800℃-2400℃,生長(zhǎng)壓力1×10-4Pa-1×104Pa,爐內(nèi)通入惰性氣體;

(6)SiC粉料升華生成Si、Si2C 和 SiC2等氣相組分,氣相組分逐步在SiC籽晶顆粒上沉積,得到顆粒狀SiC單晶。

2.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述高碳含量聚合物的含碳量高于50%,包括但不限于酚醛樹脂、糠醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺。

3.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述聚合物涂層的厚度為5um-100um。

4.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述多孔石墨板的材質(zhì)為孔隙率≥20%的多孔石墨。

5.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述聚合物涂層可以部分或者全部覆蓋多孔石墨板表面。

6.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述SiC籽晶顆粒直徑≤1mm,SiC顆粒晶型為4H、6H、3C、15R中的一種;所述聚合物涂層上均勻布置的SiC籽晶顆粒之間的距離≥10mm。

7.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(2)中,繼續(xù)升溫至200℃-300℃的升溫速率低于100℃/h。

8.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(3)中,所述石墨層孔隙率小于5%。

9.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(4)中,處理后的多孔石墨板非涂覆面與坩堝上蓋的固定方式為機(jī)械方式或者粘結(jié)方式。

10.如權(quán)利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長(zhǎng)方法,其特征在于,所述步驟(5)中,所述惰性氣體為氬氣或氦氣。

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