一種新型SiC薄膜制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種薄膜制備工藝，特別涉及一種新型SiC薄膜制備工藝。
【背景技術】
[0002]SiC由Si原子和C原子組成，其晶體結構具有同質多型體的特點，在半導體領域最常見的是具有立方閃鋅礦結構的3C-SiC和六方纖鋅礦結構的4H-SiC和6H-SiC。21世紀以來以Si為基本材料的微電子機械系統(MEMS)已有長足的發展，隨著MEMS應用領域的不斷擴展，Si材料本身的性能局限性制約了 Si基MEMS在高溫、高頻、強輻射及化學腐蝕等極端條件下的應用。因此尋找Si的新型替代材料正日益受到重視。在眾多半導體材料中，SiC的機械強度、熱學性能、抗腐蝕性、耐磨性等方面具有明顯的優勢，且與IC工藝兼容，故而在極端條件的MEMS應用中，成為Si的首選替代材料。
[0003]SiC材料具有良好的電學特性和力學特性，是一種非常理想的可適應諸多惡劣環境的半導體材料。它禁帶寬度較大，具有熱傳導率高、耐高溫、抗腐蝕、化學穩定性高等特點，以其作為器件結構材料，可以得到耐高溫、耐高壓和抗腐蝕的SiC-MEMS器件，具有廣闊的市場和應用前景。同時SiC陶瓷具有高溫強度大、抗氧化性強、耐磨損性好、熱穩定性佳、熱膨脹系數小、熱導率大、硬度高以及抗熱震和耐化學腐蝕等優良特性。因此，是當前最有前途的結構陶瓷之一，并且已在許多高技術領域(如空間技術、核物理等)及基礎產業(如石油化工、機械、車輛、造船等)得到應用，用作精密軸承、密封件、氣輪機轉子、噴嘴、熱交換器部件及原子核反應堆材料等。如利用多層多晶碳化硅表面微機械工藝制作的微型電動機，可以在490°C以上的高溫環境下穩定工作。但是SiC體單晶須在高溫下生長，摻雜難于控制，晶體中存在缺陷，特別是微管道缺陷無法消除，而且SiC體單晶非常昂貴，因此發展低溫制備SiC薄膜技術對于SiC器件的實際應用有重大意義。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:提供一種新型SiC薄膜制備工藝，，以解決現在技術的不足。
[0005]本發明的技術方案是:一種新型SiC薄膜制備工藝，包含以下步驟:采用電阻式熱蒸發設備，在石墨基片上蒸發硅顆粒，真空條件下其原子或分子會從表面氣化，形成硅蒸氣流，入射到溫度較低的石墨基片上，形成固態Si薄膜，然后在退火爐中退火。
[0006]所述退火工藝為:950°C中保溫2h。
[0007]電阻式熱蒸發鍍膜的蒸發源為純度為99.99%鎢舟，蒸發材料是硅顆粒，純度99.99%，磁控濺射中使用的靶材為碳靶，純度99.99%，作為工作氣體的是純度99.99%的氬氣。
[0008]本發明的有益效果:通過高溫退火增加基片溫度，可以有效消除殘余應力以及有效增加薄膜中結構和化學有序性，但對薄膜硬度并無明顯影響。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的結構示意圖，
圖2為制備所得的樣品的SEM圖。
【具體實施方式】
[0010]實驗中采用石墨片為襯底材料,其純度為99.99%,尺寸20mmX 1mmX 2mm。實驗前對石墨基片進行打磨預處理，然后進行清洗，其過程如下:
(O用#卜#6號砂紙打磨石墨片表面，保持表面光滑；
(2)將打磨好的樣品放入30%硝酸中清洗lOmin，去除表面的雜質；
(3)取出樣品放入丙酮中清洗lOmin，去除表面的油污；
(4)取出樣品在乙醇中再清洗lOmin，將表面的有機物溶解；
(5)處理后的樣品放入去離子水中清洗，洗至中性后取出晾干備用。
[0011]—種新型SiC薄膜制備工藝，包含以下步驟:采用電阻式熱蒸發設備，在石墨基片上蒸發硅顆粒，真空條件下其原子或分子會從表面氣化，形成硅蒸氣流，入射到溫度較低的石墨基片上，形成固態Si薄膜，然后在退火爐中退火。
[0012]所述退火工藝為:950°C中保溫2h。
[0013]電阻式熱蒸發鍍膜的蒸發源為純度為99.99%鎢舟，蒸發材料是硅顆粒，純度99.99%，磁控濺射中使用的靶材為碳靶，純度99.99%，作為工作氣體的是純度99.99%的氬氣。
【主權項】
1.一種新型SiC薄膜制備工藝，其特征在于:包含以下步驟:采用電阻式熱蒸發設備，在石墨基片上蒸發硅顆粒，真空條件下其原子或分子會從表面氣化，形成硅蒸氣流，入射到溫度較低的石墨基片上，形成固態Si薄膜，然后在退火爐中退火。2.根據權利要求1所述的一種新型SiC薄膜制備工藝，其特征在于:所述退火工藝為:950°C中保溫2h。3.根據權利要求1所述的一種新型SiC薄膜制備工藝，其特征在于:電阻式熱蒸發鍍膜的蒸發源為純度為99.99%鎢舟，蒸發材料是硅顆粒，純度99.99%，磁控濺射中使用的靶材為碳靶，純度99.99%，作為工作氣體的是純度99.99%的氬氣。
【專利摘要】本發明公開了一種新型SiC薄膜制備工藝，其特征在于：包含以下步驟：采用電阻式熱蒸發設備，在石墨基片上蒸發硅顆粒，真空條件下其原子或分子會從表面氣化，形成硅蒸氣流，入射到溫度較低的石墨基片上，形成固態Si薄膜，然后在退火爐中退火。
【IPC分類】C23C14/26, C23C14/06, C23C14/35, C23C14/18, C23C14/58
【公開號】CN105088174
【申請號】CN201410211968
【發明人】鞠云, 樊磊
【申請人】鞠云
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月20日