Mis on räni karbiidi keraamika?

Tänapäeva õitsevas pooljuhtide tööstuses on pooljuhtide keraamilised komponendid oma ainulaadsete omaduste tõttu taganud pooljuhtseadmete olulise positsiooni. Uurutagem neid kriitilisi komponente.

Ⅰ.Milliseid materjale kasutatakse pooljuhtide keraamilistes komponentides?

(1) ‌lumina keraamika (al₂o₃) ‌

Alumiiniumoksiidi keraamika on keraamiliste komponentide tootmiseks "tööhobu". Neil on suurepärased mehaanilised omadused, ülikõrgete sulamistemperatuuride ja kõvadus, korrosioonikindlus, tugev keemiline stabiilsus, kõrge takistus ja parem elektriline isolatsioon. Neid kasutatakse tavaliselt poleerimisplaatide, vaakumipartikute, keraamiliste käte ja sarnaste osade valmistamiseks.

(2) ‌aluminum nitriidi keraamika (ALN) ‌

Alumiiniumnitriidi keraamikas on kõrge soojusjuhtivusega, räni oma soojuspaisumistegur ning madala dielektriline konstant ja kadu. Selliste eelistega nagu kõrge sulamistemperatuur, karedus, soojusjuhtivus ja isolatsioon, kasutatakse neid peamiselt soojuse dissipiseerivates substraatides, keraamilistes pihustites ja elektrostaatilistes patukitstes.

(3) ‌üttria keraamika (y₂o₃) ‌

Yttria keraamikas on kõrge sulamistemperatuur, suurepärane keemiline ja fotokeemiline stabiilsus, madal fononienergia, kõrge soojusjuhtivus ja hea läbipaistvus. Pooljuhtide tööstuses kombineeritakse neid sageli alumiiniumoksiidi keraamikaga - näiteks yttria katteid kantakse keraamiliste akende tootmiseks alumiiniumoksiidi keraamikale.

(4) ‌silicon nitriidi keraamika (Si₃n₄) ‌

Räni nitriidi keraamikat iseloomustab kõrge sulamistemperatuur, erakordne kõvadus, keemiline stabiilsus, madal soojuspaisumistegur, kõrge soojusjuhtivus ja tugev soojusresistentsus. Need säilitavad silmapaistva löögikindluse ja tugevuse alla 1200 ° C, muutes need ideaalseks keraamiliste substraatide, koorma kandvate konksude, positsioneerimise tihvtide ja keraamiliste torude jaoks.

(5) ‌siliconi karbiidi keraamika (sic) ‌

Räni karbiidi keraamika, mis sarnaneb omadustega teemanti, on kerged, ülikõva ja ülitugevad materjalid. Erakorralise ulatusliku jõudluse, kulumiskindluse ja korrosioonikindlusega kasutatakse neid laialdaselt klapi istmete, libisevate laagrite, põleti, pihustide ja soojusvahetite korral.

(6) ‌zirconia keraamika (Zro₂) ‌

Tsirkooniumoksiidi keraamika pakub suurt mehaanilist tugevust, kuumakindlust, happe/leelise takistust ja suurepärast isolatsiooni. Tsirkooniumoksiidi sisalduse põhjal liigitatakse need:

● Precision Ceramics‌ (sisu üle 99,9%, mida kasutatakse integreeritud vooluringi substraatide ja kõrgsageduslike isoleermaterjalide jaoks).

● Tavalised keraamikad‌ (üldotstarbeliste keraamiliste toodete jaoks).

Ⅱ.Pooljuhtide keraamiliste komponentide struktuurilised omadused

(1) ‌Dense keraamika‌

Pooljuhtide tööstuses kasutatakse laialdaselt tihedat keraamikat. Need saavutavad tihenemise, minimeerides poorisid ja valmistatakse selliste meetodite abil nagu reaktsiooni paagutamine, survevaba paagutamine, vedeliku faasi paagutamine, kuum pressimine ja kuum isostaatiline press.

(2) ‌ Poorsed keraamikad‌

Vastupidiselt tihedale keraamikale sisaldab poorne keraamika kontrollitud tühikuid. Need klassifitseeritakse pooride suurusega mikropoorseteks, mesopoorseteks ja makropoorseteks keraamikaks. Madala puistetiheduse, kerge struktuuri, suure spetsiifilise pindala, efektiivse filtreerimise/soojuse isolatsiooni/akustiliste summutusomaduste ja stabiilse keemilise/füüsikalise jõudluse korral kasutatakse neid pooljuhtide seadmetes erinevate komponentide tootmiseks.

Ⅲ.Kuidas moodustatakse pooljuhtide keraamika?

Keraamiliste toodete jaoks on mitmesuguseid vormimismeetodeid ja pooljuhtide keraamiliste osade jaoks tavaliselt kasutatavad vormimismeetodid on järgmised:

Ⅳ.Pooljuhtide keraamiliste komponentide paagutamise meetodid‌‌

1.‌Soliidse olekuga paagutamine‌

Saavutab massitranspordi tihenemise ilma vedelateta faasideta, mis sobib kõrge puhtusastmega keraamikaks‌.

2.‌Libiidifaas paagutamine‌

Kasutab tihenemise suurendamiseks mööduvaid vedelaid faase, kuid riskib terade piiride klaasist faasid, mis halvendavad kõrge temperatuuri jõudlust‌.

3

Tugineb kiire sünteesi eksotermilistele reaktsioonidele, eriti efektiivse mittetohhiomeetriliste ühendite jaoks.

4.Microowave paakimine‌

Võimaldab ühtlast kuumutamist ja kiiret töötlemist, parandades mehaanilisi omadusi submikron-skaala keraamikas‌.

5.‌Spark plasma paagutamine (SPS) ‌

Ühendab impulsiga elektroovi ja rõhku ultrafastide tihendamiseks, mis sobib ideaalselt suure jõudlusega materjalide jaoks.

6.‌flash paagutamine‌

Rakendab elektrivälju madala temperatuuriga tihenemise saavutamiseks koos allasurutud tera kasvuga‌.

7.

Kasutab mööduvaid lahusteid ja rõhku madala temperatuuriga konsolideerimiseks, mis on kriitiline temperatuuritundlike materjalide jaoks‌.

8. ‌otsiljoniv surve paagutamine‌

Suurendab tihenemist ja pindade tugevust dünaamilise rõhu kaudu, vähendades poorsust jääk