【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料制备，涉及生长半导体基底的制备，具体涉及一种用于半导体生长的碳化钽涂层及其制备方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、碳材料因其高熔点，化学性质稳定和价格便宜的优点，广泛作为坩埚和配件被应用于半导体材料生长之中。宽带隙半导体材料的生长环境具有高温和高腐蚀性的特点，在生长过程中，碳材料暴露在强腐蚀气氛中会与腐蚀性气体反应，既降低了碳材料的使用寿命，也会导致杂质的溢出，影响半导体材料的质量。超高温陶瓷是一类高熔点的过渡金属硼化物、二元氮化物及碳化物等，在超过2000℃以上的强腐蚀性环境中有良好的稳定性。其中碳化钽具有高熔点(3880℃)和高化学稳定性的特点，其抗腐蚀能力远超常规的石墨等基底材料。并且碳化钽与石墨等碳材料有良好的化学相容性，在基材表面制备一层致密的碳化钽涂层能够有效地提升坩埚与配件的使用寿命，降低其被腐蚀溢出的杂质，提高半导体材料的生长质量。
3、超高温陶瓷涂层的主要制备方法有包埋法、化学气相沉积法、料浆烧结法和磁控溅射法等。据专利技术人研究了解，料浆烧结法是采用颗粒堆叠方式形成涂层，颗粒间孔隙较大，在厚度较薄情况下，无法形成有效防护涂层，厚度较厚时，在堆积过程中，会不可控制的产生孔隙，该孔隙可分为通孔或闭孔两种，通孔孔径会在单晶生长使用过程中提供侵蚀通道，造成缺陷产生。同时，由于碳化钽陶瓷的高脆性和与基底材料的热膨胀系数不匹配，致
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于半导体生长的碳化钽涂层及其制备方法，本专利技术提供的制备方法能够利用料浆烧结法制备具有良好保护性的且具有碳化物缓冲层的碳化钽涂层材料，该制备方法能够有效解决现有碳化钽涂层制品易出现孔隙与裂纹等缺陷和生产成本过高的弊端。
2、为了实现上述目的，本专利技术技术方案为：
3、第一方面，一种用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，包括如下步骤：
4、将过渡层主料颗粒、第一烧结助剂、第一粘结剂及第一溶剂混合均匀形成过渡层悬浊液，将过渡层悬浊液置于基底表面形成第一预烧结层，然后进行第一真空烧结，使第一预烧结层形成过渡层；
5、将碳化钽粉末、第二烧结助剂、第二粘结剂及第二溶剂混合均匀形成碳化钽层悬浊液，将表面制备所述过渡层的基底置于所述碳化钽层悬浊液中进行浸渍，然后将浸渍后的基底进行第二真空烧结，即得；
6、其中，过渡层主料颗粒、第一烧结助剂、第二烧结助剂为非碳化钽的碳化物或金属单质与碳粉的混合物，过渡层主料颗粒的粒径大于碳化钽粉末的粒径。
7、适用于半导体材料使用条件，需要至少满足表面形成相对致密层，表面无裂纹，无通孔。针对料浆烧结法由于堆积过程产生的通孔或闭孔等孔隙，容易造成单晶生长产生缺陷，同时由于热膨胀系数不匹配导致的致密碳化钽涂层易出现孔隙与裂纹。本专利技术首先通过浆料烧结法在基底表面设置过渡层，然后设置碳化钽涂层，通过设置过渡层能够避免碳化钽涂层直接与基底接触，从而避免碳化钽涂层与基底之间的热膨胀系数不匹配，进而防止热膨胀系数不匹配导致的致密碳化钽涂层产生孔隙与裂纹。其次，本专利技术在制备碳化钽涂层的过程中，通过浸渍的方法将碳化钽粉末、第二烧结助剂、第二粘结剂置于表面制备所述过渡层的基底的表面，该浸渍的方法通过渗透及表面覆盖填补过渡层的间隙从而在过渡层表面碳化钽涂层的裂纹和缺陷降低。再次，本专利技术通过设置不同粒径的过渡层主料颗粒和碳化钽粉末，有利于颗粒之间的相互填充，从而有利于降低表面碳化钽涂层的裂纹和缺陷。
8、第二方面，一种用于半导体生长的碳化钽涂层，通过上述制备方法获得。
9、第三方面，一种用于半导体材料生长的坩埚和/或其配件，表面设置上述用于半导体生长的碳化钽涂层。
10、本专利技术的有益效果为：
11、本专利技术通过先后制备碳化物过渡层和致密碳化钽涂层以获得复合超高温陶瓷涂层，首先在基底表面通过涂覆-烧结的方式得到多孔碳化物过渡层，在将其进行前驱体浸渍，此时前驱体可以浸入碳化物过渡层，填补孔隙，提升涂层的致密度。此方法成本较低，操作简单，且涂层拥有的碳化物过渡层能够有效释放碳化钽涂层与基底材料之间因热膨胀系数不匹配带来的热应力，可以有效阻止裂纹与孔隙在致密碳化钽涂层上的出现。
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1.一种用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，所述非碳化钽的碳化物包括HfC、TiC、WC中的一种或多种；
3.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，过渡层主料颗粒、第一烧结助剂、第一粘结剂的质量比为60～90:1～20:1～20；
4.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，形成第一预烧结层后，先进行第一干燥，然后进行第一真空烧结；或，第一干燥的温度为100～600℃，时间为3～6h；
5.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，所述第二粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、石墨胶、聚乙烯醇、有机硅树脂、丙烯酸酯、聚氯乙烯中的一种或几种的混合物；
6.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，碳化钽粉末、第二烧结助剂、第二粘结剂的质量比为70～90:1～10:1～20；
7.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的
8.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，第二真空烧结的温度为1100～2500℃，时间为2～24h。
9.一种用于半导体生长的碳化钽涂层，其特征是，通过权利要求1～8任一所述的制备方法获得。
10.一种用于半导体材料生长的坩埚和/或其配件，其特征是，表面设置权利要求9所述的用于半导体生长的碳化钽涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，所述非碳化钽的碳化物包括hfc、tic、wc中的一种或多种；
3.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，过渡层主料颗粒、第一烧结助剂、第一粘结剂的质量比为60～90:1～20:1～20；
4.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，形成第一预烧结层后，先进行第一干燥，然后进行第一真空烧结；或，第一干燥的温度为100～600℃，时间为3～6h；
5.如权利要求1所述的用于半导体生长的碳化钽涂层的制备方法，其特征是，所述第二粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、石墨胶、...
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