Wat zijn siliciumcarbide -keramiek?

In de bloeiende halfgeleiderindustrie van vandaag hebben keramische componenten van halfgeleiders een vitale positie in halfgeleiderapparatuur beveiligd vanwege hun unieke eigenschappen. Laten we duiken in deze kritieke componenten.

Ⅰ.Welke materialen worden gebruikt in keramische componenten van halfgeleiders?

(1) ‌alumina -keramiek (al₂o₃) ‌

Alumina -keramiek is het "werkpaard" voor de productie van keramische componenten. Ze vertonen uitstekende mechanische eigenschappen, ultrahoge smeltpunten en hardheid, corrosieweerstand, sterke chemische stabiliteit, hoge weerstand en superieure elektrische isolatie. Ze worden gewoonlijk gebruikt om polijstplaten, vacuüm klootzakken, keramische armen en soortgelijke onderdelen te fabriceren.

(2) ‌aluminium nitride keramiek (ALN) ‌

Aluminium nitride -keramiek heeft een hoge thermische geleidbaarheid, een thermische expansiecoëfficiënt die overeenkomt met die van silicium en lage diëlektrische constante en verlies. Met voordelen zoals hoog smeltpunt, hardheid, thermische geleidbaarheid en isolatie, worden ze voornamelijk gebruikt in warmtedissiperende substraten, keramische sproeiers en elektrostatische klootzakken.

(3) ‌yttria keramiek (y₂o₃) ‌

Yttria -keramiek heeft een hoog smeltpunt, uitstekende chemische en fotochemische stabiliteit, lage fononenergie, hoge thermische geleidbaarheid en goede transparantie. In de halfgeleiderindustrie worden ze vaak gecombineerd met aluminiumoxide -keramiek - bijvoorbeeld Yttria -coatings worden toegepast op aluminiumoxide -keramiek om keramische ramen te produceren.

(4) ‌silicon nitride keramiek (si₃n₄) ‌

Siliciumnitride -keramiek wordt gekenmerkt door een hoog smeltpunt, uitzonderlijke hardheid, chemische stabiliteit, lage thermische expansiecoëfficiënt, hoge thermische geleidbaarheid en sterke thermische schokweerstand. Ze handhaven uitstekende impactweerstand en sterkte onder 1200 ° C, waardoor ze ideaal zijn voor keramische substraten, dragende haken, positioneringspennen en keramische buizen.

(5) ‌Silicon Carbide Ceramics (sic) ‌

Siliciumcarbide-keramiek, die lijkt op diamant in eigenschappen, zijn lichtgewicht, ultrahard en hoogwaardig materiaal. Met uitzonderlijke uitgebreide prestaties, slijtvastheid en corrosieweerstand worden ze veel gebruikt in klepstoelen, glijdende lagers, branders, sproeiers en warmtewisselaars.

(6) ‌Zirconia keramiek (Zro₂) ‌

Zirkonia -keramiek biedt een hoge mechanische sterkte, hittebestendigheid, zuur/alkali -resistentie en uitstekende isolatie. Op basis van zirkonia -inhoud worden ze gecategoriseerd in:

● Precisiekeramiek‌ (inhoud van meer dan 99,9%, gebruikt voor geïntegreerde circuitsubstraten en hoogfrequente isolerende materialen).

● Gewone keramiek‌ (voor keramische producten voor algemene doeleinden).

Ⅱ.Structurele kenmerken van halfgeleider keramische componenten

(1) ‌dense keramiek‌

Dichte keramiek wordt veel gebruikt in de halfgeleiderindustrie. Ze bereiken verdichting door poriën te minimaliseren en worden bereid via methoden zoals reacties die sinteren, drukloze sinteren, vloeistoffase sinteren, hete drukken en hete isostatische druk.

(2) ‌porous keramiek‌

In tegenstelling tot dicht keramiek bevat poreuze keramiek een gecontroleerd volume leegte. Ze worden geclassificeerd door poriegrootte in microporeus, mesoporeus en macroporeus keramiek. Met een lage bulkdichtheid, lichtgewicht structuur, groot specifiek oppervlak, effectieve filtratie/thermische isolatie/akoestische dempingseigenschappen en stabiele chemische/fysische prestaties worden ze gebruikt om verschillende componenten in halfgeleiderapparatuur te produceren.

Ⅲ.Hoe wordt halfgeleider keramiek gevormd?

Er zijn verschillende vormmethoden voor keramische producten en de veelgebruikte vormmethoden voor keramische onderdelen van halfgeleiders zijn als volgt:

Ⅳ.Halfgeleider keramische component sintering methoden‌

1.‌ solid-state sintering‌

Bereikt de verdichting door massatransport zonder vloeibare fasen, geschikt voor keramiek met veel zuiverheids‌.

2.‌Liquid-fase sintering‌

Gebruikt tijdelijke vloeistoffasen om de verdichting te verbeteren, maar riskeert korrelgrensfasen die de prestaties van hoge temperatuur afbreken‌.

3.‌ Zelf-propagerende synthese met hoge temperatuur (SHS) ‌

Vertrouwt op exotherme reacties voor snelle synthese, met name effectief voor niet-stoichiometrische verbindingen‌.

4.‌microwave sintering‌

Maakt uniforme verwarming en snelle verwerking mogelijk, waardoor de mechanische eigenschappen in keramiek op submicron-schaal worden verbeterd.

5.‌Spark Plasma Sintering (SPS) ‌

Combineert gepulseerde elektrische stromen en druk voor ultrasnelle verdichting, ideaal voor krachtige materialen‌.

6.‌flash sintering‌

Past elektrische velden toe om verdichting op een lage temperatuur te bereiken met onderdrukte korrelgroei‌.

7.‌ Cold sintering‌

Gebruikt tijdelijke oplosmiddelen en druk voor consolidatie op lage temperatuur, cruciaal voor temperatuurgevoelige materialen‌.

8.‌Oscillatory Pressure Sintering‌

Verbetert de verdichting en grensvlaksterkte door dynamische druk, waardoor de resterende porositeit wordt verminderd‌