Niyə Yarımkeçiricilər Sənayesində Yüksək İstilik Keçirici SiC Keramikaya Tələb Artır?

Hazırda,silisium karbid (SiC)həm yerli, həm də beynəlxalq səviyyədə istilik keçirici keramika materialları üzrə yüksək fəal tədqiqat sahəsidir. Müəyyən kristal növləri üçün 270 Vt/mK-a çata bilən nəzəri istilik keçiriciliyi ilə,SiCqeyri-keçirici materiallarda ən yüksək göstəricilər arasındadır. Onun tətbiqləri yarımkeçirici qurğuların alt təbəqələri, yüksək istilikkeçirici keramika materialları, yarımkeçiricilərin emalında qızdırıcılar və isti plitələr, nüvə yanacağı üçün kapsul materialları və kompressor nasoslarında hermetik möhürlər arasında yayılır.

NecədirSilikon karbidYarımkeçiricilər Sənayesində tətbiq edilirmi?

Taşlama plitələri və qurğular yarımkeçirici sənayesində silikon vafli istehsalında əsas texnoloji avadanlıqdır. Taşlama plitələri çuqun və ya karbon poladdan hazırlanırsa, onlar qısa ömür və yüksək istilik genişlənmə əmsalına malikdirlər. Silikon vaflinin emalı zamanı, xüsusilə yüksək sürətli üyüdülmə və ya cilalama zamanı, bu daşlama plitələrinin aşınması və istilik deformasiyası silikon vaflilərin düzlüyünü və paralelliyini qorumağı çətinləşdirir. Bununla belə, silisium karbid keramikadan hazırlanmış daşlama plitələri yüksək sərtlik və aşağı aşınma nümayiş etdirir, istilik genişlənmə əmsalı silikon vaflilərə yaxındır ki, bu da yüksək sürətli daşlama və cilalama imkanı verir.

Üstəlik, silikon vafli istehsalı zamanı yüksək temperaturda istilik müalicəsi tələb olunur, tez-tez nəqliyyat üçün silikon karbid qurğularından istifadə olunur. Bu qurğular istiliyə və zədələrə davamlıdır və performansı artırmaq, vaflinin zədələnməsini azaltmaq və çirklənmənin yayılmasının qarşısını almaq üçün almaz kimi karbonla (DLC) örtülə bilər. Bundan əlavə, üçüncü nəsil geniş diapazonlu yarımkeçirici materialların nümayəndəsi olaraq, silisium karbid monokristalları geniş zolaq aralığı (silisiumdan təxminən üç dəfə), yüksək istilik keçiriciliyi (silisiumdan təxminən 3,3 dəfə və ya ondan 10 dəfə çox) kimi xüsusiyyətlərə malikdir. GaAs), yüksək elektron doyma sürəti (silisiumdan təxminən 2,5 dəfə çox) və yüksək parçalanma elektrik sahəsi (silisiumdan təxminən 10 dəfə və ya GaAs-dan beş dəfə). Silikon karbid cihazları praktik tətbiqlərdə ənənəvi yarımkeçirici material cihazlarının çatışmazlıqlarını kompensasiya edir və tədricən güc yarımkeçiricilərində əsas istiqamətə çevrilir.

Niyə yüksək istilik keçiriciliyinə tələbatSiC keramikaYüksəlmək?

Davamlı texnoloji irəliləyişlərlə, tələbatsilisium karbid keramikayarımkeçirici sənayesində sürətlə artır. Yüksək istilik keçiriciliyi onların yarımkeçiricilər istehsalı avadanlığının komponentlərində tətbiqi üçün kritik göstəricidir və tədqiqatı yüksək istilik keçiriciliyinə yönəldir.SiC keramikahəlledici. Şəbəkənin oksigen miqdarının azaldılması, sıxlığın artırılması və ikinci fazanın şəbəkədə paylanmasına rasional nəzarət edilməsi istilik keçiriciliyini artırmaq üçün əsas üsullardır.silisium karbid keramika.

Hazırda yüksək istilik keçiriciliyi üzrə tədqiqatlar aparılırSiC keramikaÇində məhduddur və qlobal standartlardan əhəmiyyətli dərəcədə geri qalır. Gələcək tədqiqat istiqamətlərinə aşağıdakılar daxildir:

Hazırlıq prosesinin tədqiqinin gücləndirilməsiSiC keramikayüksək təmizlikdə, aşağı oksigenli SiC tozunun hazırlanması yüksək istilik keçiriciliyinə nail olmaq üçün əsas olduğundanSiC keramika.

Sinterləmə vasitələrinin seçilməsi və nəzəri tədqiqinin gücləndirilməsi.

Yüksək istilik keçiriciliyi əldə etmək üçün ağlabatan mikro quruluş əldə etmək üçün sinterləmə prosesini tənzimləmək üçün yüksək səviyyəli sinterləmə avadanlığının inkişafı vacibdir.SiC keramika.

Hansı tədbirlər istilik keçiriciliyini yaxşılaşdıra bilərSiC keramika?

İstilik keçiriciliyinin yaxşılaşdırılmasının açarıSiC keramikafononların səpilmə tezliyini azaltmaq və fononların orta sərbəst yolunu artırmaqdır. Buna məsaməliliyi və taxıl sərhədi sıxlığını azaltmaqla effektiv şəkildə nail olmaq olarSiC keramika, SiC taxıl sərhədlərinin saflığını artırmaq, SiC qəfəsindəki çirkləri və ya qüsurları minimuma endirmək və SiC-də istilik daşıyıcılarını artırmaq. Hal-hazırda, sinterləmə vasitələrinin növünün və məzmununun optimallaşdırılması və yüksək temperaturda istilik müalicəsi istilik keçiriciliyini artırmaq üçün əsas tədbirlərdir.SiC keramika.

Sinterləmə vasitələrinin növünün və məzmununun optimallaşdırılması

Yüksək istilik keçiriciliyinin hazırlanması zamanı tez-tez müxtəlif sinterləmə köməkçiləri əlavə olunurSiC keramika. Bu sinterləmə vasitələrinin növü və məzmunu istilik keçiriciliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərirSiC keramika. Məsələn, Al2O3 sisteminin sinterləmə vasitələrindəki Al və ya O kimi elementlər asanlıqla SiC qəfəsinə həll olunaraq boş yerlər və qüsurlar yarada bilər və beləliklə fononun səpilmə tezliyini artırır. Bundan əlavə, sinterləmə yardımı miqdarı çox aşağı olarsa, material sinterləmə zamanı sıxlaşa bilməz, yüksək sinterləmə yardımı isə çirklərin və qüsurların artmasına səbəb ola bilər. Həddindən artıq maye fazalı sinterləmə vasitələri də SiC taxılının böyüməsini maneə törədə bilər, fononun orta sərbəst yolunu azalda bilər. Buna görə də yüksək istilik keçiriciliyinə nail olmaqSiC keramika, sıxlaşmanı təmin edərkən sinterləmə yardımının tərkibini minimuma endirmək və SiC şəbəkəsində asanlıqla həll olunmayan sinterləmə köməkçilərini seçmək lazımdır.

Hal-hazırda, isti preslənmişSiC keramikaBeO-dan sinterləmə köməkçisi kimi istifadə ən yüksək otaq temperaturu istilik keçiriciliyini (270 W·m-1·K-1) nümayiş etdirir. Bununla belə, BeO olduqca zəhərli və kanserogendir, bu da onu laboratoriyalarda və ya sənayedə geniş istifadə üçün yararsız edir. Y2O3-Al2O3 sistemi 1760°C-də evtektik nöqtəyə malikdir və maye fazalı sinterləmə üçün ümumi köməkçidir.SiC keramika, lakin Al3+ asanlıqla SiC qəfəsində həll olunduğundan,SiC keramikasinterləmə yardımı kimi bu sistemlə otaq temperaturunda istilik keçiriciliyi 200 W·m-1·K-1-dən aşağıdır.

Y, Sm, Sc, Gd və La kimi nadir torpaq elementləri SiC qəfəslərində asanlıqla həll olunmur və yüksək oksigenə yaxınlığa malikdir, SiC qəfəsindəki oksigen miqdarını effektiv şəkildə azaldır. Buna görə də, Y2O3-RE2O3 (RE=Sm, Sc, Gd, La) sistemi yüksək istilik keçiriciliyi (>200 W · m-1 · K-1) hazırlamaq üçün ümumi olaraq sinterləmə köməkçisi kimi istifadə olunur.SiC keramika. Məsələn, Y2O3-Sc2O3 sistemində Y3+ və Si4+ arasında ion sapması əhəmiyyətlidir, bərk məhlulların əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Sc-nin təmiz SiC-də həllolma qabiliyyəti 1800~2600°C temperaturda nisbətən aşağıdır, təxminən (2~3)×10^17 atom·sm^-3.

Müxtəlif Sinterləmə Yardımçıları ilə SiC Keramikasının Termal Xüsusiyyətləri

Yüksək temperaturda istilik müalicəsi

Yüksək temperaturda istilik müalicəsiSiC keramikaqəfəs qüsurlarını, dislokasiyaları və qalıq gərginliyi aradan qaldırmağa kömək edir, bəzi amorf strukturların kristal strukturlara çevrilməsini təşviq edir və fonon səpilməsini azaldır. Bundan əlavə, yüksək temperaturda istilik müalicəsi SiC taxılının böyüməsini effektiv şəkildə təşviq edir və nəticədə materialın istilik xüsusiyyətlərini artırır. Məsələn, 1950°C-də yüksək temperaturda istilik müalicəsindən sonra istilik diffuziyasıSiC keramika83,03 mm2·s-1-dən 89,50 mm2·s-1-ə, otaq temperaturunda istilik keçiriciliyi isə 180,94 W·m-1·K-1-dən 192,17 Vt·m-1·K-1-ə yüksəlmişdir. Yüksək temperaturda istilik müalicəsi SiC səthində və qəfəsdə sinterləmə vasitələrinin deoksidləşmə qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və SiC taxıl birləşmələrini sıxır. Nəticədə, otaq temperaturu istilik keçiriciliyiSiC keramikayüksək temperaturlu istilik müalicəsindən sonra xüsusilə yaxşılaşdırılır.**

Semicorex-də biz ixtisaslaşmışıqSiC keramikavə yarımkeçiricilərin istehsalında tətbiq olunan digər Keramika Materialları ilə bağlı hər hansı bir sualınız varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Əlaqə telefonu: +86-13567891907

E-poçt: sales@semicorex.com