本发明涉及材料科学,具体涉及一种在碳化硅表面镀膜的方法。
背景技术:
1、sic单晶作为第三代半导体材料,在耐高温、耐腐蚀、耐击穿电压等性能方面具有明显的优势,因此sic单晶是宽禁带半导体行业中最具有发展潜力的材料之一,常被用于制造高端异质外延器件,例如大功率电子器件及射频器件等。sic单晶虽然具有各种优势,但是热导率只有400.对于一些对热导率要求更高的场合就不够用了。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种在碳化硅表面镀膜的方法。
2、为实现上述发明目的,本发明提供了一种在碳化硅表面镀膜的方法,包括:
3、吸附纳米金刚石步骤:对碳化硅基材表面进行清洗,清洗后吹干碳化硅基材表面,得到清洁干净的样品;将样品放入等离子清洁机中,使样品表面附带上静电,附带上静电后将其浸泡于纳米金刚石溶液中,使其表面电性吸附纳米金刚石;
4、重复若干次吸附纳米金刚石步骤,重复结束后得到附着纳米金刚石的样品;
5、将附着纳米金刚石的样品表面吹干,吹干后放入微波等离子体化学气相沉积设备中进行生长,生长结束后进行原位退火获得镀膜的碳化硅。
6、在一个实施例中,对碳化硅基材表面进行清洗,包括:
7、将碳化硅基材依次分别浸泡于丙酮、酒精、去离子水、酒精中进行超声处理,利用超声对其表面进行清洁,每次超声处理的时间为15min。
8、在一个实施例中,将样品放入等离子清洁机中,使样品表面附带上静电,包括:
9、将清洁干净的样品放入等离子清洁机中,通入氩气与氧气,并将其激发成等离子体,在样品温度为100℃的条件下用等离子体处理10~20min,使样品表面附带上静电。
10、在一个实施例中,纳米金刚石溶液的制备方法,包括:
11、使用混合气体等离子体在100℃的环境下对纳米金刚石粉末进行处理,处理时间为60min;将处理完毕的纳米金刚石粉末溶于去离子水中,超声30min使其混合均匀,制成纳米金刚石溶液。
12、在一个实施例中,纳米金刚石粉末的粒径范围在5~100nm之间。
13、在一个实施例中,混合气体为氧气与氩气的混合,氧气与氩气的体积比1:1;处理完毕后的金刚石粉末与离子水的重量比为1:1000。
14、在一个实施例中,附带上静电后将其浸泡于纳米金刚石溶液中60min。
15、在一个实施例中,重复3-7次吸附纳米金刚石步骤。
16、在一个实施例中,将附着纳米金刚石的样品表面吹干,吹干后放入微波等离子体化学气相沉积设备中进行生长,生长结束后进行原位退火获得镀膜的碳化硅,包括:
17、将附着纳米金刚石的样品表面用干燥氮气或者氩气进行吹干,吹干后放入微波等离子体化学气相沉积设备中进行生长,升温时间设置为20~120min,氢气流量设置为0~500sccm、甲烷流量设置为0~20sccm、氧气流量设置为0~5sccm、氮气流量设置为0~5sccm、氩气流量设置为0~1000sccm;将温度控制在100~1000℃之间,生长时间为10小时;
18、生长结束后将降温时间设置为10~600min,降温结束后升温至850℃进行原位退火,升温速率为10℃/min,原位退火持续24小时后获得镀膜的碳化硅。
19、在一个实施例中,碳化硅基材表面所镀的金刚石膜的厚度为100nm~500μm。
20、本发明相对于现有技术的优点以及有益效果为:
21、1、本发明在sic单晶表面镀膜金刚石膜,在不影响sic原有用途的情况下提高了材料本身的热导率,提高了材料的性能。得到在sic单晶衬底上制备金刚石薄膜的工艺路线,能为生产企业提供一种cvd金刚石热沉片的制备方法。以sic单晶为代表的第三代半导体材料及器件产业,在未来具有巨大的市场需求,将金刚石薄膜的电绝缘性能及高热导性能运用到sic器件,能够进一步提高器件的性能。
22、2、金刚石材料本身极高的硬度和热导率将会使sic基材可以较大的提升机械性能与热导率,使材料本身的热学性质再次得到强化。同时随着厚度的提升,金刚石所带来的增益效果也会增强。
1.一种在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,对碳化硅基材表面进行清洗,包括:
3.根据权利要求1所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,将样品放入等离子清洁机中,使样品表面附带上静电,包括:
4.根据权利要求1所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,纳米金刚石溶液的制备方法,包括:
5.根据权利要求4所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,纳米金刚石粉末的粒径范围在5~100nm之间。
6.根据权利要求4所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,混合气体为氧气与氩气的混合,氧气与氩气的体积比1:1;处理完毕后的金刚石粉末与离子水的重量比为1:1000。
7.根据权利要求1所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,附带上静电后将其浸泡于纳米金刚石溶液中60min。
8.根据权利要求1所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,重复3-7次吸附纳米金刚石步骤。
9.根据权利要求1所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,将附着纳米金刚石的样品表面吹干,吹干后放入微波等离子体化学气相沉积设备中进行生长,生长结束后进行原位退火获得镀膜的碳化硅,包括:
10.根据权利要求1所述的在碳化硅表面镀膜的方法,其特征在于,碳化硅基材表面所镀的金刚石膜的厚度为100nm~500μm。