Что такое керамика из карбида кремния?

В сегодняшней процветающей полупроводниковой промышленности полупроводниковые керамические компоненты обеспечили жизненно важную позицию в полупроводниковом оборудовании из -за их уникальных свойств. Давайте углубимся в эти критические компоненты.

Ⅰ.Какие материалы используются в полупроводниковых керамических компонентах?

(1) ‌alumina ceramics (al₂o₃) ‌

Керамика оксида глинозья - это «рабочая лошадка» для производства керамических компонентов. Они демонстрируют превосходные механические свойства, сверхвысокие точки плавления и твердость, коррозионную стойкость, сильную химическую стабильность, высокое удельное сопротивление и верхнюю электрическую изоляцию. Они обычно используются для изготовления полировки, вакуумных патронов, керамических рук и подобных частей.

(2) ‌алуминиевая нитридная керамика (ALN) ‌

Керамика нитрида алюминия оснащена высокой теплопроводности, коэффициентом термического расширения, соответствующего кремния, а также низкой диэлектрической постоянной и потерь. С такими преимуществами, как высокая температура плавления, твердость, теплопроводность и изоляция, они в первую очередь используются в подложке для расщепления тепла, керамических форсунок и электростатических патронов.

(3) ‌yttria ceramics (y₂o₃) ‌

Керамика иттрии может похвастаться высокой температурой плавления, отличной химической и фотохимической стабильностью, низкой энергией фонона, высокой теплопроводностью и хорошей прозрачностью. В полупроводниковой промышленности они часто сочетаются с глиноземной керамикой - например, покрытия иттрии применяются на керамику из оксида глинозема для производства керамических окон.

(4) ‌silicon нитридная керамика (si₃n₄) ‌

Керамика нитрида кремния характеризуется высокой температурой плавления, исключительной твердостью, химической стабильностью, низким коэффициентом термического расширения, высокой теплопроводности и сильной устойчивостью к тепловым ударам. Они поддерживают выдающуюся ударную сопротивление и прочность ниже 1200 ° C, что делает их идеальными для керамических субстратов, крючков, несущих нагрузки, расположения булавок и керамических труб.

(5) ‌silicon Carbide Ceramics (sic) ‌

Керамика из карбида кремния, напоминающая алмаз в свойствах, являются легкими, ультрадушными и высокопрочными материалами. Благодаря исключительной комплексной производительности, износостойкости и коррозионной стойкости, они широко используются в сиденьях клапанов, скользящих подшипниках, горелках, соплах и теплообменниках.

(6) ‌zirconia ceramics (Zro₂) ‌

Цирконная керамика обеспечивает высокую механическую прочность, теплостойкость, устойчивость к кислоте/щелочи и отличную изоляцию. Основываясь на содержании циркония, они классифицируются на:

● Точная керамика (содержание превышает 99,9%, используемое для подложки интегрированной цепи и высокочастотных изоляционных материалов).

● Обычная керамика (для общего назначения керамических продуктов).

Ⅱ.Структурные характеристики полупроводниковых керамических компонентов

(1) ‌dense Ceramics‌

Плотная керамика широко используется в полупроводниковой промышленности. Они достигают уплотнения, минимизируя поры и готовятся с помощью таких методов, как реакция, спекание, безжалостное спекание, спекание жидкости, горячее прессование и горячее изостатическое нажатие.

(2) ‌pory Ceramics‌

В отличие от плотной керамики, пористая керамика содержит контролируемый объем пустот. Они классифицируются по размеру пор на микропористую, мезопористую и макропористую керамику. С низкой объемной плотностью, легкой структурой, большой удельной площадью поверхности, эффективной фильтрацией/теплоизоляцией/акустическим демпфирующим свойствами и стабильной химической/физической работоспособностью они используются для производства различных компонентов в полупроводниковом оборудовании.

Ⅲ.Как образуется полупроводниковая керамика?

Существуют различные методы формования для керамических продуктов, и обычно используемые методы формования для полупроводниковых керамических деталей следующие:

Ⅳ.Полупроводниковые керамические методы спекания

1. ‌solid-государство спекание

Достигает уплотнения посредством массового транспорта без жидких фаз, подходящих для керамики высокой чистоты.

2. Живопидный спекание

Использует переходные жидкие фазы для усиления уплотнения, но рискует граничностью зерновой стеклянной фазы, которые разлагают высокотемпературные характеристики.

3. ‌ Самопроизводительный высокотемпературный синтез (SHS) ‌

Полагается на экзотермические реакции для быстрого синтеза, особенно эффективно для нестехиометрических соединений.

4. ‌microwave спекание

Обеспечивает равномерное отопление и быстрая обработка, улучшая механические свойства в керамике субмикронного масштаба.

5. ‌spark Plasma спекание (SPS) ‌

Комбинирует импульсные электрические токи и давление для уплотнения уплотнения, идеально подходит для высокопроизводительных материалов.

6. ‌flash спекание

Применяет электрические поля для достижения низкотемпературной уплотнения с помощью подавленного роста зерна.

7. ‌cold Sitching‌

Uses transient solvents and pressure for low-temperature consolidation, critical for temperature-sensitive materials‌.

8.‌ocillatory давление спекания

Увеличение уплотнения и межфазной силы за счет динамического давления, снижая остаточную пористость