Co to są ceramika z węglików krzemowych?

W dzisiejszym rozwijającym się przemyśle półprzewodników półprzewodnikowe elementy ceramiczne zapewniły istotną pozycję w sprzęcie półprzewodników ze względu na ich unikalne nieruchomości. Zagłębijmy się w te krytyczne komponenty.

Ⅰ.Jakie materiały są używane w półprzewodnikowych elementach ceramicznych?

(1) ‌Alumina Ceramics (al₂o₃) ‌

Ceramika tlenku glinu to „konik robocze” do produkcji elementów ceramicznych. Wykazują doskonałe właściwości mechaniczne, bardzo wysokie temperatury topnienia i twardość, odporność na korozję, silną stabilność chemiczną, wysoką oporność i doskonałą izolację elektryczną. Są one powszechnie stosowane do wytwarzania płytek polerniczych, próżniowych chucków, ramion ceramicznych i podobnych części.

(2) Ceramika azotku azotku aluminium (ALN) ‌

Ceramika azotku aluminium ma wysoką przewodność cieplną, współczynnik rozszerzania cieplnego pasujący do krzemu oraz niską stałą dielektryczną i stratą. Z zaletami, takimi jak wysoka temperatura topnienia, twardość, przewodność cieplna i izolacja, są one przede wszystkim stosowane w podłożach rozdzielających ciepło, dyszach ceramicznych i chuckach elektrostatycznych.

(3) ‌Yttria Ceramics (y₂o₃) ‌

Ceramika YTTRIA ma wysoką temperaturę topnienia, doskonałą stabilność chemiczną i fotochemiczną, niską energię fononową, wysoką przewodność cieplną i dobrą przezroczystość. W przemyśle półprzewodników często łączy się one z ceramiką tlenku glinu - na przykład powłoki YTTRII są stosowane do ceramiki tlenku glinu do produkcji ceramicznych okien.

(4) Ceramika azotku ‌Silicon (Si₃n₄) ‌

Ceramika azotku krzemu charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia, wyjątkową twardością, stabilnością chemiczną, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, wysoką przewodnością cieplną i silną odpornością na wstrząs cieplną. Utrzymują wyjątkową odporność na uderzenie i wytrzymałość poniżej 1200 ° C, co czyni je idealnymi do podłoża ceramicznych, haczyków obciążenia, szpilków pozycjonujących i rur ceramicznych.

(5) ‌Silicon Carbide Ceramics (sic) ‌

Ceramika węglików krzemowych, przypominająca diament w nieruchomościach, są lekkie, ultra-twarde i o wysokiej wytrzymałości materiały. Dzięki wyjątkowej kompleksowej wydajności, odporności na zużycie i odporności na korozję są one szeroko stosowane w siedzeniach zaworów, łożyskach przesuwnych, palnikach, dyszach i wymiennikach ciepła.

(6) ‌zirconia Ceramics (Zro₂) ‌

Ceramika cyrkonu oferuje wysoką wytrzymałość mechaniczną, odporność na ciepło, odporność na kwas/alkalia i doskonałą izolację. W oparciu o zawartość cyrkonu, są one podzielone na:

● Ceramika precyzyjna‌ (zawartość przekraczająca 99,9%, używana do podłoża zintegrowanych obwodów i materiałów izolacyjnych o wysokiej częstotliwości).

● Zwykła ceramika ‌ (dla produktów ceramicznych ogólnego przeznaczenia).

Ⅱ.Charakterystyka strukturalna półprzewodnikowych elementów ceramicznych

(1) Ceramika ze względu na gęstość ‌

Gęsta ceramika jest szeroko stosowana w przemyśle półprzewodników. Osiągają zagęszczenie poprzez minimalizację porów i są przygotowywane metodami takimi jak spiekanie reakcji, spiekanie bez ciśnienia, spiekanie w fazie ciekłej, naciśnięcie gorącego i gorące naciskanie izostatyczne.

(2) ‌ Udawiała ceramika‌

W przeciwieństwie do gęstej ceramiki, porowata ceramika zawiera kontrolowaną objętość pustki. Są one klasyfikowane według wielkości porów w ceramice mikroporowatej, mezoporowatej i makroporowatej. Przy niskiej gęstości objętościowej, lekkiej strukturze, dużej powierzchni właściwej, skutecznej filtracji/izolacji termicznej/właściwości tłumienia akustycznego oraz stabilnej wydajności chemicznej/fizycznej, są one wykorzystywane do wytwarzania różnych elementów w urządzeniach półprzewodnikowych.

Ⅲ.Jak powstaje ceramika półprzewodników?

Istnieją różne metody formowania produktów ceramicznych, a powszechnie stosowane metody formowania części ceramicznych półprzewodnikowych są następujące:

Ⅳ.Metody spiekania składników ceramicznych półprzewodnikowych ‌

1. ‌Solid-State Spiester ‌

Osiąga zagęszczenie poprzez transport masy bez faz ciekłej, odpowiedni do ceramiki o dużej czystości ‌.

2.‌ spiekanie fazy likwidowej ‌

Wykorzystuje przejściowe fazy ciekłe w celu zwiększenia zagęszczania, ale ryzykuje fazy szkła granicznego granicznego ziarna, które degradują wydajność w wysokiej temperaturze‌.

3. ‌-propagowanie syntezy wysokiej temperatury (SHS) ‌

Opiera się na reakcjach egzotermicznych dla szybkiej syntezy, szczególnie skutecznej w przypadku związków niestechiometrycznych‌.

4. ‌ MycRowave spiekanie ‌

Umożliwia jednolite ogrzewanie i szybkie przetwarzanie, poprawiając właściwości mechaniczne w ceramice w skali submikronowej‌.

5. ‌ spiekanie plazmowe (SPS) ‌

Łączy pulsowane prądy elektryczne i ciśnienie w celu ultraszybkiego zagęszczenia, idealnego do materiałów o wysokiej wydajności‌.

6. ‌ Flash Sieking‌

Stosuje pola elektryczne, aby osiągnąć w niskiej temperaturze zagęszczenie z tłumionym wzrostem ziarna‌.

7. ‌ -ścisłe spiekanie ‌

Wykorzystuje przejściowe rozpuszczalniki i ciśnienie do konsolidacji w niskiej temperaturze, kluczowe dla materiałów wrażliwych na temperaturę‌.

8. ‌soszylcyjne spiekanie ‌

Zwiększa zagęszczenie i wytrzymałość międzyfazową poprzez ciśnienie dynamiczne, zmniejszając resztkową porowatość‌