¿Qué son la cerámica de carburo de silicio?

En la floreconadora industria de semiconductores de hoy, los componentes cerámicos semiconductores han asegurado una posición vital en el equipo de semiconductores debido a sus propiedades únicas. Vamos a profundizar en estos componentes críticos.

Ⅰ.¿Qué materiales se utilizan en los componentes cerámicos semiconductores?

(1) ‌alumina cerámica (al₂o₃) ‌

La cerámica de alúmina es el "caballo de batalla" para la fabricación de componentes de cerámica. Exhiben excelentes propiedades mecánicas, puntos de fusión ultra altos y dureza, resistencia a la corrosión, fuerte estabilidad química, alta resistividad y aislamiento eléctrico superior. Se usan comúnmente para fabricar placas de pulido, chucks de vacío, brazos de cerámica y partes similares.

(2) ‌aluminio nitruro de cerámica (ALN) ‌

La cerámica de nitruro de aluminio cuenta con una alta conductividad térmica, un coeficiente de expansión térmica que coincide con el de silicio y baja constante y pérdida dieléctrica. Con ventajas como el alto punto de fusión, la dureza, la conductividad térmica y el aislamiento, se usan principalmente en sustratos de disipación de calor, boquillas cerámicas y chucks electrostáticos.

(3) ‌yttria cerámica (y₂o₃) ‌

La cerámica de Yttria cuenta con un alto punto de fusión, excelente estabilidad química y fotoquímica, baja energía de fonones, alta conductividad térmica y buena transparencia. En la industria de los semiconductores, a menudo se combinan con cerámica de alúmina, por ejemplo, los recubrimientos de Yttria se aplican a la cerámica de alúmina para producir ventanas de cerámica.

(4) ‌Silicon Nitride Ceramics (Si₃n₄) ‌

La cerámica de nitruro de silicio se caracteriza por un alto punto de fusión, dureza excepcional, estabilidad química, bajo coeficiente de expansión térmica, alta conductividad térmica y resistencia de choque térmico fuerte. Mantienen una excelente resistencia y resistencia al impacto por debajo de 1200 ° C, lo que los hace ideales para sustratos de cerámica, ganchos de carga, alfileres de posicionamiento y tubos de cerámica.

(5) ‌Silicon Carbide Ceramics (sic) ‌

La cerámica de carburo de silicio, que se asemeja a los diamantes en las propiedades, son materiales livianos, ultra dura y de alta resistencia. Con un rendimiento integral excepcional, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión, se usan ampliamente en asientos de válvulas, cojinetes deslizantes, quemadores, boquillas e intercambiadores de calor.

(6) ‌Zirconia Ceramics (Zro₂) ‌

La cerámica de circonio ofrece alta resistencia mecánica, resistencia al calor, resistencia ácida/álcali y un excelente aislamiento. Basado en el contenido de Zirconia, se clasifican en:

● Precision ceramics‌ (content exceeding 99.9%, used for integrated circuit substrates and high-frequency insulating materials).

● Cerámica ordinaria‌ (para productos de cerámica de uso general).

Ⅱ.Características estructurales de los componentes cerámicos semiconductores

(1) ‌Dense Ceramics‌

La cerámica densa se usa ampliamente en la industria de semiconductores. Logran la densificación minimizando los poros y se preparan a través de métodos como sinterización de reacción, sinterización sin presión, sinterización de fase líquida, presión caliente y prensado isostático caliente.

(2) ‌ Cerámica de Corous‌

A diferencia de la cerámica densa, las cerámicas porosas contienen un volumen controlado de vacíos. Se clasifican por tamaño de poro en cerámicas microporosas, mesoporosas y macroporosas. Con baja densidad aparente, estructura liviana, área de superficie específica grande, filtración efectiva/aislamiento térmico/propiedades de amortiguación acústica y rendimiento químico/físico estable, se utilizan para fabricar varios componentes en equipos semiconductores.

Ⅲ.¿Cómo se forman la cerámica semiconductora?

Existen varios métodos de moldeo para productos de cerámica, y los métodos de moldeo comúnmente utilizados para las piezas de cerámica semiconductores son los siguientes:

Ⅳ.Métodos de sinterización de componentes cerámicos semiconductores‌

1. ‌solid-State Sintering‌

Logra la densificación a través del transporte de masas sin fases líquidas, adecuada para la cerámica de alta pureza‌.

2. Sincero de fase líquida‌

Utiliza fases líquidas transitorias para mejorar la densificación, pero arriesga las fases de vidrio límite de grano que degradan el rendimiento de alta temperatura‌.

3.‌ Síntesis de alta temperatura (SHS) de propagación a sí misma ‌

Se basa en reacciones exotérmicas para una síntesis rápida, particularmente efectiva para compuestos no estequiométricos‌.

4.‌ Microwave Sintering‌

Permite un calentamiento uniforme y un procesamiento rápido, mejorando las propiedades mecánicas en la cerámica de escala submicrona‌.

5.‌ Spark Plasma Sinterización (SPS) ‌

Combina corrientes eléctricas pulsadas y presión para la densificación ultrarrápida, ideal para materiales de alto rendimiento‌.

6. ‌ Flash Sintering‌

Aplica campos eléctricos para lograr una densificación de baja temperatura con el crecimiento de grano suprimido‌.

7.‌ Sinterización

Utiliza solventes transitorios y presión para consolidación a baja temperatura, crítico para materiales sensibles a la temperatura.

8. ‌Scilatory Pressing Sintering‌

Mejora la densificación y la resistencia interfacial a través de la presión dinámica, reduciendo la porosidad residual‌