Čo sú keramika kremíka?

V dnešnom prosperujúcom polovodičovom priemysle zabezpečili polovodičové keramické komponenty v dôsledku ich jedinečných vlastností životne dôležité postavenie v polovodičových zariadeniach. Poďme sa ponoriť do týchto kritických komponentov.

Ⅰ.Aké materiály sa používajú v polovodičových keramických komponentoch?

(1) ‌alumina keramika (al₂o₃) ‌

Alumina Ceramics je „pracovným koňom“ pre výrobné keramické komponenty. Vykazujú vynikajúce mechanické vlastnosti, veľmi vysoké body topenia a tvrdosť, odolnosť proti korózii, silnú chemickú stabilitu, vysoký odpor a vynikajúca elektrická izolácia. Bežne sa používajú na výrobu leštiacich dosiek, vákuových skríň, keramických ramien a podobných častí.

(2) ‌Aluminum Nitride Ceramics (AlN)‌

Keramika nitridu hliníka obsahuje vysokú tepelnú vodivosť, koeficient tepelnej expanzie zodpovedajúcej kremíku a nízku dielektrickú konštantu a stratu. S výhodami, ako je vysoký bod topenia, tvrdosť, tepelná vodivosť a izolácia, sa používajú primárne v substrátoch rozkladu tepla, keramických dýz a elektrostatických skľučov.

(3) ‌yttria keramika (y₂o₃) ‌

Keramika YTTRIA sa môže pochváliť vysokým bodom topenia, vynikajúcou chemickou a fotochemickou stabilitou, nízkou fonónovou energiou, vysokou tepelnou vodivosťou a dobrou priehľadnosťou. V polovodičovom priemysle sa často kombinujú s keramikou aluminy - napríklad sa na výrobu keramických okien aplikujú povlaky YTRIA na keramiku aluminy.

(4) ‌silikónová nitridová keramika (Si₃n₄) ‌

Keramika nitridu kremíka sa vyznačuje vysokým bodom topenia, výnimočnou tvrdosťou, chemickou stabilitou, nízkym koeficientom tepelného expanzie, vysokou tepelnou vodivosťou a silnou odolnosťou proti tepelnému šoku. Udržiavajú vynikajúci odpor nárazu a pevnosť pod 1200 ° C, vďaka čomu sú ideálne pre keramické substráty, háčiky s nosným, polohovacie kolíky a keramické trubice.

(5) ‌silikónová karbidová keramika (SIC) ‌

Keramika karbidu kremíka, ktorá pripomína diamant vo vlastnostiach, sú ľahké, ultra tvrdé a vysoko pevné materiály. S výnimočným komplexným výkonom, odolnosťou proti opotrebeniu a odolnosti proti korózii sa bežne používajú v sedadlách ventilu, posuvných ložísk, horákoch, dýz a výmenníkoch tepla.

(6) ‌zirconia keramika (zro₂) ‌

Keramika zirkónia ponúka vysokú mechanickú pevnosť, tepelnú odolnosť, odolnosť proti kyseline/alkali a vynikajúcu izoláciu. Na základe obsahu zirkónov sú rozdelené do:

● Presná keramika‌ (obsah presahujúci 99,9%, používaný pre integrované substráty obvodu a vysokofrekvenčné izolačné materiály).

● Bežná keramika‌ (pre všeobecné výrobky z keramických výrobkov).

Ⅱ.Štrukturálne charakteristiky polovodičových keramických komponentov

(1) ‌ense keramika‌

Hustá keramika sa široko používa v polovodičovom priemysle. Dosahujú hustotu minimalizovaním pórov a sú pripravené metódami, ako je reakčné spekanie, beztlakové spekanie, spekanie tekutej fázy, lisovanie horúceho a horúce izostatické lisovanie.

(2) ‌Porous Ceramics‌

Na rozdiel od hustej keramiky obsahuje porézna keramika kontrolovaný objem dutín. Sú klasifikované podľa veľkosti pórov do mikroporéznych, mezoporéznych a makroporéznych keramiky. S nízkou objemovou hustotou, ľahkou štruktúrou, veľkou špecifickou povrchovou plochou, efektívnou filtráciou/tepelnou izoláciou/akustickými tlmením a stabilným chemickým/fyzickým výkonom sa používajú na výrobu rôznych komponentov v polovodičových zariadeniach.

Ⅲ.Ako sa tvorí polovodičová keramika?

Existujú rôzne metódy formovania pre keramické výrobky a bežne používané formovacie metódy pre polovodičové keramické časti sú nasledujúce:

Ⅳ.Metódy spekania polovodiča keramickej zložky ‌

1. ‌solid-State Sintering‌

Dosahuje hustotu prostredníctvom hromadného transportu bez kvapalných fáz, vhodných pre vysokokvalitnú keramiku‌.

2. ‌Liquid-fázové spekanie‌

Využíva prechodné kvapalné fázy na zvýšenie hustoty, ale riskuje fázy skla okraja zŕn, ktoré degradujú výkonnosť vysokej teploty‌.

3. ‌ Self-the-thergerature Synthesis (SHS) ‌

Spolieha sa na exotermické reakcie pri rýchlej syntéze, najmä pre nestechiometrické zlúčeniny‌.

4.‌microwave Sintering‌

Umožňuje rovnomerné zahrievanie a rýchle spracovanie, zlepšovanie mechanických vlastností v keramike submikrónovej mierky‌.

5.‌park Plazmové spekanie (SPS) ‌

Kombinuje impulzné elektrické prúdy a tlak na ultra rýchlu zhustenie, ideálne pre vysokovýkonné materiály‌.

6.‌flash Sintering‌

Aplikuje elektrické polia na dosiahnutie hustoty s nízkou teplotou s potlačeným rastom zŕn‌.

7.‌ Upínanie

Používa prechodné rozpúšťadlá a tlak na konsolidáciu s nízkou teplotou, čo je rozhodujúce pre materiály citlivé na teplotu‌.

8.‌oscilujúci tlak sintring‌

Zvyšuje hustotu a medzifázovú pevnosť prostredníctvom dynamického tlaku, čím sa znižuje zvyšková pórovitosť‌