Що таке кераміка кремнію?

У сьогоднішньому бурхливому напівпровідниковому промисловості напівпровідникові керамічні компоненти забезпечили життєво важливе положення в напівпровідниковому обладнанні завдяки їх унікальній властивостях. Давайте заглибимось у ці критичні компоненти.

Ⅰ.Які матеріали використовуються в напівпровідникових керамічних компонентах?

(1) Кераміка ‌alumina (al₂o₃) ‌

Кераміка глинозему - це "робочий коник" для виробничих керамічних компонентів. Вони виявляють чудові механічні властивості, надвисокі температури плавлення та твердість, резистентність до корозії, сильну хімічну стійкість, високий опір та чудова електрична ізоляція. Їх зазвичай використовують для виготовлення полірувальних пластин, вакуумних шонів, керамічних рук та подібних частин.

(2) Кераміка нітриду нітриду (Aln) ‌

Кераміка нітриду алюмінію має високу теплопровідність, коефіцієнт теплового розширення, що відповідає кремнію, та низьку діелектричну постійну та втрату. З такими перевагами, як висока температура плавлення, твердість, теплопровідність та ізоляція, вони в першу чергу використовуються в підкладках, що розкидають тепло, керамічні форсунки та електростатичні штрихи.

(3) Кераміка ‌yttria (y₂o₃) ‌

Кераміка Yttria може похвалитися високою точкою плавлення, відмінною хімічною та фотохімічною стабільністю, низькою енергією фонона, високою теплопровідністю та хорошою прозорості. У напівпровідниковій галузі їх часто поєднують з керамікою глинозему - наприклад, покриття Yttria застосовуються до кераміки глинозему для виробництва керамічних вікон.

(4) Кераміка нітриду ‌silicon (si₃n₄) ‌

Кераміка нітриду кремнію характеризується високою температурою плавлення, винятковою твердістю, хімічною стабільністю, низьким коефіцієнтом теплового розширення, високою теплопровідністю та сильною стійкістю до термічного удару. Вони підтримують видатну стійкість до удару та міцність нижче 1200 ° C, що робить їх ідеальними для керамічних субстратів, гачків, що несуть навантаження, розміщення штифтів та керамічних труб.

(5) Кераміка карбіду ‌silicon (sic) ‌

Кераміка карбіду кремнію, що нагадує алмаз у властивостях,-це легкі, ультра важкі та високоміцні матеріали. Завдяки винятковій всебічній продуктивності, стійкості до зносу та корозійною стійкістю, вони широко використовуються в сидіннях клапана, ковзаючих підшипниках, пальників, форсунками та теплообмінникам.

(6) Кераміка ‌zirconia (Zro₂) ‌

Кераміка цирконії пропонує високу механічну міцність, теплову стійкість, кислоту/лужну стійкість та відмінну ізоляцію. На основі вмісту цирконії вони класифікуються:

● Precision Ceramics‌ (вміст, що перевищує 99,9%, використовується для інтегрованих підкладок ланцюга та високочастотних ізоляційних матеріалів).

● Звичайна кераміка‌ (для керамічних продуктів загального призначення).

Ⅱ.Структурні характеристики напівпровідникових керамічних компонентів

(1) ‌dense Ceramics‌

Щільна кераміка широко використовується в напівпровідниковій галузі. Вони досягають ущільнення шляхом мінімізації пори і готуються за допомогою таких методів, як спікання реакції, без тиску, спікання рідкої фази, гаряче пресування та гаряче ізостатичне пресування.

(2) ‌порна кераміка‌

На відміну від щільної кераміки, пориста кераміка містить контрольований об'єм порожнеч. Вони класифікуються за розмірами пор на мікропористу, мезопористу та макропористу кераміку. З низькою об'ємною щільністю, легкою структурою, великою специфічною площею поверхні, ефективною фільтрацією/теплоізоляцією/акустичним демпфуванням та стабільними хімічними/фізичними показниками вони використовуються для виготовлення різних компонентів у напівпровідниковому обладнанні.

Ⅲ.Як формується напівпровідникова кераміка?

Існують різні методи ліплення керамічних продуктів, і загально використовувані методи лиття для напівпровідникових керамічних деталей такі:

Ⅳ.Напівпровідникові методи спікання керамічного компонента‌

1.‌solid-State Shileing‌

Досягає ущільнення за допомогою масового транспорту без рідких фаз, придатних для кераміки високої чистоти‌.

2.‌liquid-фаза спікання‌

Використовує перехідні рідкі фази для посилення ущільнення, але ризикує прикордонні фази зерна, які погіршують високотемпературну продуктивність‌.

3.‌ Високотемнастрого синтезу високої температури (SHS) ‌

Покладається на екзотермічні реакції на швидкий синтез, особливо ефективні для нестехіометричних сполук‌.

4.‌microwave Sifting‌

Дозволяє рівномірне опалення та швидку обробку, вдосконалювати механічні властивості в масштабах субмікронних кераміки‌.

5.‌spark плазмовий спікання (SPS) ‌

Поєднує імпульсні електричні струми та тиск для надшвидкої ущільнення, ідеально підходить для високопродуктивних матеріалів‌.

6. ‌ спікання ‌

Застосовує електричні поля для досягнення низькотемпературної ущільнення з придушеним ростом зерна‌.

7.‌ Скрізь спікання‌

Використовує перехідні розчинники та тиск для консолідації з низькою температурою, критичні для температурних матеріалів ‌.

8.‌асилічний спікання тиску‌

Підвищує ущільнення та міжфазну міцність за допомогою динамічного тиску, зменшуючи залишкову пористість‌