[发明专利]经碳化硅被覆的碳材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用碳化硅被覆碳基材而成的材料的制造方法。

背景技术

包含将碳化硅被覆在表面的碳基材的材料在常温及高温下化学性稳定，且高温下的机械强度也优异，因此可以用作高温材料。近年来，在半导体制造领域中，耐热性、耐蠕变性优异的高纯度的经碳化硅被覆的碳材料用于：对半导体晶圆进行热处理、或将微量元素热扩散至半导体晶圆中的步骤中的板或工艺管等。

经碳化硅被覆的碳材料的制造法已知：通过使硅粉末与作为基材的石墨基材的表面接触并加热而进行化学反应，从而获得碳化硅被覆的方法(专利文献1)；通过化学气相沉积法(CVD法，chemical vapor deposition method)将碳化硅被覆在碳基材表面的方法(专利文献2)等。但是，专利文献1所记载的方法中，有在石墨基材上残留作为原料的硅，并对所得的经碳化硅被覆的碳材料的耐热性造成不良影响的情况。另外，在专利文献2所记载的方法中，由于沉积存在方向性，因此不适于均匀地被覆复杂形状的碳基材的表面。

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平10-236893号公报

[专利文献2]日本专利特开2002-37684号公报

发明内容

本发明的课题在于解决所述先前技术的问题，并提供经碳化硅被覆的碳材料的制造方法，该制造方法可以整体均匀地形成碳化硅被膜，所得的经碳化硅被覆的碳材料的耐热性优异，并且简便。

本发明者等人为了解决所述课题而反复研究，结果发现通过以下方式可以解决所述课题，将非熔融性固体状硅酮在非氧化性气体环境下、在400℃～1500℃的温度下加热，并将所得的非晶质无机陶瓷物质与碳基材在特定条件下进行处理。

即，本发明提供经碳化硅被覆的碳材料的制造方法，所述经碳化硅被覆的碳材料是具有碳基材、以及被覆该碳基材的碳化硅被膜而成；

所述制造方法包括：将非晶质无机陶瓷物质与碳基材在非氧化性气体环境中一起在超过1500℃且2200℃以下的温度下加热；所述非晶质无机陶瓷物质含有硅、碳及氧而成，且硅、碳及氧的平均元素比由下述组成式(1)：

Si₁C_aO_b            (1)

(式中，a为满足0.5≤a≤3.0的数，b为满足1.0≤b≤4.0的数)

所示，具有包含Si-O-Si键的硅氧烷骨架，氢的质量分率为0质量％～0.5质量％。

[发明的效果]

根据本发明的制造方法，由于起始原料为非晶质无机陶瓷物质，因此操作性佳。

通过本发明的制造方法形成的碳化硅被覆，由于是所产生的一氧化硅与碳基材通过反应而生成，因此与碳基材的密接性优异。另外，由于在碳基材上碳化硅的形成并无方向性，因此碳基材整体可以形成均匀厚度的碳化硅被覆。因此，在碳基材与碳化硅的界面不易引起剥离。

另外，由于该经碳化硅被覆的碳材料的残留成分不含金属硅等，因此耐热性优异。

以下，对本发明进行详细说明。另外，在本说明书中，“室温”是指周围温度，通常可以在10℃～35℃的范围变动。

附图说明

具体实施方式

本说明书中，“固形状硅酮”是指常温下为固体的硅酮。硅酮是有机聚硅氧烷基础的高分子物质。

所谓“硅酮树脂”，是指含有分支状硅氧烷单元(即，被称为T单元的三官能性硅氧烷单元和/或被称为Q单元的四官能性硅氧烷单元)作为必须的硅氧烷单元而成、具有立体结构的有机聚硅氧烷。该硅酮树脂视情况也可以含有被称为D单元的直链状硅氧烷单元和/或被称为M单元、位于分子链末端的一官能性硅氧烷单元。

另外，本说明书中，所谓高分子物质为“非熔融性”，是指不具有软化点，因此，如果提高温度，则非熔融性的高分子物质不熔融而发生热分解。因此，“非熔融性固体状硅酮”是指不具有软化点的固体状硅酮，“非熔融性硅酮树脂”是指不具有软化点的硅酮树脂。

另外，本说明书中，所谓“软化点”，是指依据JIS K 2207所规定的软化点试验方法(环球法)而测定的温度。

[碳基材]