[发明专利]一种碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1）最底层碳化硅（SiC）涂层的沉积：将样品托本体放入到射频线圈加热型的化学气相沉积设备的腔体内，通入反应气体，在样品托本体表面发生反应沉积、并形成一层碳化硅（SiC）涂层；

S2）金刚石微纳颗粒的镶嵌：采用羊毛毡吸附旋转打磨的方式，在碳化硅（SiC）涂层上镶嵌金刚石微纳颗粒；所述的羊毛毡吸附旋转打磨的方式是把金刚石微纳颗粒沾上去离子水和无水乙醇溶剂，吸附到半径小于样品托容置槽开口的圆形羊毛毡的表面后，将羊毛毡沾满金刚石微纳颗粒的那一面贴合在碳化硅（SiC）涂层上，使羊毛毡同时自转和公转，并在羊毛毡背面施加一个指向碳化硅（SiC）涂层的压强，以此方式对碳化硅（SiC）涂层表面进行打磨，在碳化硅（SiC）涂层上实现一圈嵌有金刚石微纳颗粒的圆环带，不断调整圆环带的半径，使整个碳化硅（SiC）涂层表面都嵌有一定分布规律的金刚石微纳颗粒；在所述不同半径的圆环带上的金刚石微纳颗粒打磨过程中，采用不同的圆形羊毛毡自转、公转转速和施加不同的压力，控制在此半径圆环带上嵌入的金刚石微纳颗粒的密度；在羊毛毡上吸附不同粒径大小的金刚石微纳颗粒，以控制在此半径圆环带上嵌入金刚石微纳颗粒的粒径大小；

S3）金刚石多晶膜的异质外延生长：将步骤S2所获得的表面覆盖嵌有金刚石微纳颗粒和碳化硅（SiC）涂层的样品托放入到微波等离子化学气相沉积(MPCVD)设备腔体内，通入反应气体，以嵌在碳化硅（SiC）涂层的金刚石微纳颗粒为初始成核点，在碳化硅（SiC）涂层上异质外延生长、形成一层金刚石多晶薄膜；

S4）金刚石多晶膜的研磨抛光：采用自动磨抛设备对步骤S3所获得的金刚石多晶膜表面进行研磨抛光；

S5）上层碳化硅（SiC）涂层的沉积：采用步骤S1的相同方法，在金刚石多晶膜的表面沉积一层上层碳化硅（SiC）涂层。

2.根据权利要求1所述的碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，还包括步骤S6）多个周期结构复合涂层的制备：重复步骤S2）至步骤S5）的次数n+1，n为非负整数，实现具有多个周期性结构的复合涂层。

3.根据权利要求2所述的碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，所述圆形羊毛毡的自转转速为60~600 rpm；羊毛毡公转速率为6~60 R/min，R是圆形羊毛毡的半径；羊毛毡所受到的压强为30~300 kPa；圆形羊毛毡上吸附的金刚石微纳颗粒粒径为10 nm~50 um。

4.根据权利要求1所述的碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，在步骤S1和步骤S5沉积碳化硅（SiC）涂层的过程中，射频线圈加热型CVD设备的温度和腔压分别为：在步骤S1中，温度为1300~1549 ^oC，腔压为60~150 mbar；在步骤S5中，温度为1751~2000 ^oC，腔压为60~150 mbar。

5.根据权利要求1所述的碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，所述在步骤S1和步骤S5沉积碳化硅（SiC）涂层的过程中，通入的反应气体为一定比例的氢气、乙烯和三氯氢硅。

6.根据权利要求1所述的碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，所述步骤S3的微波等离子化学气相沉积(MPCVD)设备腔体内通入的反应气体为一定比例的氢气、甲烷、氧气和氮气。

7.根据权利要求1所述的碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，所述步骤S3在嵌有金刚石微纳颗粒的碳化硅（SiC）涂层上异质外延金刚石多晶膜的过程中，微波等离子化学气相沉积（MPCVD）设备温度为800～1250 ^oC，腔压为80～150torr。

8.根据权利要求1所述的碳化硅外延晶片生长用样品托上的复合涂层制备方法，其特征在于，所述步骤S4的自动磨抛设备对金刚石多晶膜层的表面进行研磨抛光的表面粗糙度Ra 500 nm。