Kaj je keramika iz silicijevega karbida?

V današnji razcvetujoči polprevodniški industriji so polprevodniške keramične komponente zaradi svojih edinstvenih lastnosti zagotovili ključni položaj v polprevodniški opremi. Poglejmo se v te kritične komponente.

Ⅰ.Kateri materiali se uporabljajo v polprevodniških keramičnih komponentah?

(1) ‌alumina keramika (al₂o₃) ‌

Alumina keramika je "delovni konj" za izdelavo keramičnih komponent. Imajo odlične mehanske lastnosti, ultra visoke tališča in trdoto, korozijsko odpornost, močno kemično stabilnost, visoko upornost in vrhunsko električno izolacijo. Običajno se uporabljajo za izdelavo plošč za poliranje, vakuumske chucks, keramične roke in podobne dele.

(2) ‌aluminijeva nitridna keramika (ALN) ‌

Aluminijeva keramika nitrida ima visoko toplotno prevodnost, koeficient toplotne ekspanzije, ki se ujema s silikonskim in nizko dielektrično konstanto in izgubo. S prednostimi, kot so visoka tališče, trdota, toplotna prevodnost in izolacija, se uporabljajo predvsem pri podlagah, ki oddajajo toploto, keramične šobe in elektrostatične chucks.

(3) ‌yttria keramika (y₂o₃) ‌

Yttria keramika se ponaša z visoko tališče, odlično kemično in fotokemično stabilnostjo, nizko fononsko energijo, visoko toplotno prevodnostjo in dobro prosojnostjo. V industriji polprevodnikov jih pogosto kombinirajo s keramiko iz glinice - na primer prevleke Yttria nanesejo na keramiko glinice za izdelavo keramičnih oken.

(4) ‌Silicon nitrida keramika (Si₃n₄) ‌

Za keramiko iz silicijevega nitrida so značilne visoko tališče, izjemna trdota, kemična stabilnost, nizka koeficient toplotne ekspanzije, visoka toplotna prevodnost in močna odpornost na toplotni udar. Ohranjajo izjemno odpornost na udarce in trdnost pod 1200 ° C, zaradi česar so idealni za keramične podlage, kljuke, ki nosijo tovora, zatiče in keramične cevi.

(5) ‌Silicon karbidna keramika (sic) ‌

Keramika iz silicijevega karbida, ki spominja na diamante v lastnostih, so lahki, ultra trdni in visoki materiali. Z izjemnimi celovitimi zmogljivostmi, odpornostjo na obrabo in korozijsko odpornostjo se pogosto uporabljajo v sedežih ventilov, drsnih ležajih, gorilnikih, šobah in toplotnih izmenjevalnikih.

(6) ‌zirkonia keramika (zro) ‌

Keramika cirkonija ponuja visoko mehansko trdnost, toplotno odpornost, kislino/alkalijsko odpornost in odlično izolacijo. Na podlagi vsebine cirkonija so razvrščeni v:

● Precision Ceramics‌ (vsebina presega 99,9%, ki se uporablja za integrirane vezje in visokofrekvenčne izolacijske materiale).

● navadna keramika‌ (za splošne namenske keramične izdelke).

Ⅱ.Strukturne značilnosti polprevodniških keramičnih komponent

(1) ‌Neseseramika‌

V polprevodniški industriji se pogosto uporablja gosta keramika. Dosežajo zgoščevanje z zmanjšanjem pore in jih pripravljajo po metodah, kot so reakcijsko sintranje, sintranje brez tlaka, sintranje tekočine v fazi, vroče stiskanje in vroče izostatično stiskanje.

(2) ‌porozna keramika‌

V nasprotju z gosto keramiko porozna keramika vsebuje nadzorovan obseg praznin. Razvrščajo jih po velikosti por v mikroporozno, mezoporozno in makroporozno keramiko. Z nizko gostoto v razsutem stanju, lahka struktura, veliko specifično površino, učinkovito filtracijo/toplotno izolacijo/akustično duševno lastnosti in stabilno kemijsko/fizično zmogljivostjo se uporabljajo za izdelavo različnih komponent v polprevodniški opremi.

Ⅲ.Kako nastajajo polprevodniška keramika?

Obstajajo različne metode oblikovanja za keramične izdelke, pogosto uporabljene metode oblikovanja za polprevodniške keramične dele so naslednje:

Ⅳ.Metode sintranja polprevodnikov keramične komponente‌

1.‌ Solid-State Sintraing‌

Doseže zgoščevanje z množičnim transportom brez tekočih faz, primerno za visoko čisto čistno keramiko‌.

2. ‌liquid-Fase Sintraing‌

Uporablja prehodne tekoče faze za povečanje zgoščevanja, vendar tvega mejno stekleno fazo zrn, ki razgradijo visokotemperaturno delovanje‌.

3.‌ Sinteza visokotemperature (SHS) ‌

Se opira na eksotermične reakcije za hitro sintezo, zlasti učinkovite za netohiometrične spojine.

4. ‌ Microwave Sintensing‌

Omogoča enakomerno ogrevanje in hitro obdelavo, izboljšuje mehanske lastnosti v submikronski keramiki‌.

5.‌ SPARK PLAZMA SINTER (SPS) ‌

Združuje impulzne električne tokove in tlak za zgoščevanje ultra hitrega zgoščevanja, idealno za visokozmogljive materiale‌.

6.‌ FLASH SINTERING‌

Uporablja električna polja za doseganje nizkotemperaturne zgoščevanja z zatirano rastjo zrn‌.

7. ‌Cold Sintensing‌

Uporablja prehodna topila in tlak za konsolidacijo z nizko temperaturo, kritično za temperaturno občutljivo materiale‌.

8

Poveča zgoščevanje in medfazno trdnost z dinamičnim tlakom, kar zmanjšuje preostalo poroznost‌