Ce sunt ceramica din carbură de siliciu?

În industria semiconductoarelor în plină expansiune de astăzi, componentele ceramice semiconductoare au asigurat o poziție vitală în echipamentele semiconductoare datorită proprietăților lor unice. Să ne adaptăm în aceste componente critice.

Ⅰ.What Materials Are Used in Semiconductor Ceramic Components?

(1) ‌alumina ceramică (Al₂o₃) ‌

Ceramica de alumină este „calul de lucru” pentru fabricarea componentelor ceramice. Ele prezintă proprietăți mecanice excelente, puncte de topire ultra-înalte și duritate, rezistență la coroziune, stabilitate chimică puternică, rezistivitate ridicată și izolare electrică superioară. Sunt utilizate în mod obișnuit pentru fabricarea plăcilor de lustruire, a mușchilor de vid, a brațelor ceramice și a părților similare.

(2) ‌aluminum nitrură ceramică (ALN) ‌

Ceramica cu nitrură din aluminiu prezintă o conductivitate termică ridicată, un coeficient de expansiune termică care se potrivește cu cea a siliciului și constantă dielectrică scăzută și pierdere. Cu avantaje precum punctul de topire ridicat, duritate, conductivitate termică și izolație, acestea sunt utilizate în principal în substraturile care dizipează căldura, duzele ceramice și mucile electrostatice.

(3) ‌yttria ceramică (y₂o₃) ‌

Ceramica Yttria se mândrește cu un punct de topire ridicat, o stabilitate chimică și fotochimică excelentă, energie fononică scăzută, conductivitate termică ridicată și transparență bună. În industria semiconductorilor, acestea sunt adesea combinate cu ceramică de alumină - de exemplu, acoperirile Yttria sunt aplicate la ceramica de alumină pentru a produce ferestre ceramice.

(4) ‌Silicon Nitride Ceramics (Si₃n₄) ‌

Ceramica de nitrură de siliciu se caracterizează printr -un punct de topire ridicat, o duritate excepțională, stabilitate chimică, coeficient de expansiune termică scăzută, conductivitate termică ridicată și rezistență puternică a șocurilor termice. Ei mențin rezistența și rezistența la impact remarcabile sub 1200 ° C, ceea ce le face ideale pentru substraturi ceramice, cârlige purtătoare de sarcină, pini de poziționare și tuburi ceramice.

(5) ‌Silicon Carbide Ceramics (SIC) ‌

Ceramica din carbură de siliciu, asemănătoare cu diamantul în proprietăți, sunt materiale ușoare, ultra-hard și de înaltă rezistență. Cu performanțe complete excepționale, rezistență la uzură și rezistență la coroziune, acestea sunt utilizate pe scară largă pe scaunele de supapă, rulmenți glisante, arzătoare, duze și schimbătoare de căldură.

(6) ‌zirconia ceramică (zro₂) ‌

Ceramica de zirconiu oferă o rezistență mecanică ridicată, rezistență la căldură, rezistență la acid/alcalin și izolare excelentă. Pe baza conținutului de zirconiu, acestea sunt clasificate în:

● Ceramica de precizie‌ (conținut care depășește 99,9%, utilizat pentru substraturi de circuit integrate și materiale izolatoare de înaltă frecvență).

● Ceramică obișnuită‌ (pentru produse ceramice cu scop general).

Ⅱ.Caracteristicile structurale ale componentelor ceramice semiconductoare

(1) ‌ Desense Ceramics‌

Ceramica densă sunt utilizate pe scară largă în industria semiconductorilor. Acestea obțin densificarea prin minimizarea porilor și sunt preparate prin metode precum sinterizarea reacției, sinterizarea fără presiune, sinterizarea în fază lichidă, presarea la cald și presarea izostatică fierbinte.

(2) ‌ Ceramica poroasă‌

Spre deosebire de ceramica densă, ceramica poroasă conțin un volum controlat de goluri. Acestea sunt clasificate după dimensiunea porilor în ceramică microporoasă, mezoporoasă și macroporoasă. Cu densitate scăzută în vrac, structură ușoară, suprafață specifică mare, proprietăți eficiente de filtrare/izolare termică/amortizare acustică și performanțe chimice/fizice stabile, sunt utilizate pentru a produce diverse componente în echipamentele semiconductoare.

Ⅲ.Cum se formează ceramica semiconductoare?

Există diverse metode de modelare pentru produse ceramice, iar metodele de modelare utilizate în mod obișnuit pentru piesele ceramice semiconductoare sunt următoarele:

Ⅳ.Metode de sinterizare a componentelor ceramice semiconductoare‌

1. Sintering-State-State‌

Obține densificarea prin transportul în masă fără faze lichide, adecvate pentru ceramică de înaltă puritate.

2. Sintering în fază deliquid‌

Utilizează faze lichide tranzitorii pentru a spori densificarea, dar riscă faze de sticlă de graniță care degradează performanța la temperaturi ridicate.

3. Sinteza de propagație a temperaturii înalte (SHS) ‌

Se bazează pe reacții exotermice pentru sinteză rapidă, în special eficientă pentru compuși non-stoechiometrici.

4.‌microwave Sintering‌

Permite încălzirea uniformă și procesarea rapidă, îmbunătățind proprietățile mecanice în ceramica la scară submicron.

5.‌ Sintering plasmatic (SPS) ‌

Combină curenții electrici pulsabili și presiunea pentru densificarea ultrarapidă, ideală pentru materiale de înaltă performanță‌.

6.‌flash Sintering‌

Aplică câmpuri electrice pentru a obține o densificare la temperaturi scăzute cu creșterea suprimată a cerealelor.

7. ‌ Sinteringul Cupl‌

Utilizează solvenți tranzitorii și presiune pentru consolidarea la temperaturi scăzute, critică pentru materialele sensibile la temperatură‌.

8. ‌ Oscilatorul Sintering

Îmbunătățește densificarea și rezistența interfațială prin presiune dinamică, reducând porozitatea reziduală‌