सेमिकन्डक्टर उद्योगमा उच्च-थर्मल चालकता SiC सिरेमिकको लागि किन बढ्दो माग छ?

हाल,सिलिकन कार्बाइड (SiC)थर्मल प्रवाहकीय सिरेमिक सामग्रीमा घरेलू र अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा अनुसन्धानको एक अत्यधिक सक्रिय क्षेत्र हो। एक सैद्धान्तिक थर्मल चालकता संग जुन निश्चित क्रिस्टल प्रकार को लागी 270 W/mK सम्म पुग्न सक्छ,SiCगैर प्रवाहकीय सामग्रीमा शीर्ष प्रदर्शनकर्ताहरू मध्ये एक हो। यसको अनुप्रयोगहरू अर्धचालक उपकरण सब्सट्रेटहरू, उच्च-थर्मल-कंडक्टिभिटी सिरेमिक सामग्रीहरू, सेमिकन्डक्टर प्रशोधनमा हिटरहरू र हट प्लेटहरू, आणविक ईन्धनको लागि क्याप्सुल सामग्रीहरू, र कम्प्रेसर पम्पहरूमा एयरटाइट सिलहरूमा फैलिएका छन्।

कस्तो छसिलिकन कार्बाइडअर्धचालक उद्योग मा लागू?

ग्राइंडिङ प्लेट र फिक्स्चर अर्धचालक उद्योग भित्र सिलिकन वेफर्स को उत्पादन मा आवश्यक प्रक्रिया उपकरण हो। यदि ग्राइन्डिङ प्लेटहरू कास्ट आइरन वा कार्बन स्टिलबाट बनाइन्छ भने, तिनीहरूको आयु छोटो हुन्छ र थर्मल विस्तारको उच्च गुणांक हुन्छ। सिलिकन वेफर प्रशोधनको क्रममा, विशेष गरी उच्च-गति ग्राइन्डिंग वा पॉलिशिंगको क्रममा, यी ग्राइंडिंग प्लेटहरूको पहिरन र थर्मल विकृतिले सिलिकन वेफरहरूको समतलता र समानान्तरता कायम राख्न चुनौतीपूर्ण बनाउँदछ। यद्यपि, सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकबाट बनेको ग्राइन्डिङ प्लेटहरूले उच्च कठोरता र कम पहिरन प्रदर्शन गर्दछ, थर्मल विस्तारको गुणांकको साथ जुन सिलिकन वेफर्ससँग मिल्दोजुल्दो छ, उच्च-गति ग्राइन्डिङ र पालिसिङ सक्षम पार्छ।

यसबाहेक, सिलिकन वेफर्सको उत्पादनको क्रममा, उच्च-तापमान ताप उपचार आवश्यक छ, अक्सर यातायातको लागि सिलिकन कार्बाइड फिक्स्चर प्रयोग गरेर। यी फिक्स्चरहरू तातो र क्षतिको लागि प्रतिरोधी छन् र प्रदर्शन बढाउन, वेफर क्षति कम गर्न, र प्रदूषण फैलावट रोक्न हीरा-जस्तै कार्बन (DLC) को साथ लेपित गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, तेस्रो-पुस्ताको वाइड-ब्यान्डग्याप सेमीकन्डक्टर सामग्रीको प्रतिनिधिको रूपमा, सिलिकन कार्बाइड एकल क्रिस्टलहरूमा फराकिलो ब्यान्डग्याप (सिलिकनको लगभग तीन गुणा), उच्च थर्मल चालकता (सिलिकनको लगभग 3.3 गुणा वा 10 गुणा) जस्ता गुणहरू हुन्छन्। GaAs को), उच्च इलेक्ट्रोन संतृप्ति वेग (सिलिकन भन्दा लगभग 2.5 गुणा), र उच्च ब्रेकडाउन बिजुली क्षेत्र (सिलिकन को लगभग 10 गुणा वा GaAs को पाँच गुणा)। सिलिकन कार्बाइड उपकरणहरूले व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा परम्परागत अर्धचालक सामग्री उपकरणहरूको कमजोरीहरूको लागि क्षतिपूर्ति दिन्छ र बिस्तारै पावर सेमीकन्डक्टरहरूमा मुख्यधारा बनिरहेका छन्।

किन उच्च-थर्मल चालकताको लागि माग छSiC सिरेमिकबढ्दै छ?

निरन्तर प्राविधिक विकास संग, को लागी मागसिलिकन कार्बाइड सिरेमिकअर्धचालक उद्योगमा द्रुत गतिमा बढ्दै गएको छ। उच्च थर्मल चालकता अर्धचालक निर्माण उपकरण कम्पोनेन्टहरूमा तिनीहरूको प्रयोगको लागि एक महत्वपूर्ण सूचक हो, अनुसन्धानलाई उच्च-थर्मल चालकतामा बनाउँदछ।SiC सिरेमिकमहत्वपूर्ण। जालीमा अक्सिजन सामग्री घटाउने, घनत्व बढाउने, र जालीमा दोस्रो चरणको वितरणलाई तर्कसंगत रूपमा नियन्त्रण गर्ने थर्मल चालकता बढाउने प्राथमिक विधिहरू हुन्।सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक.

हाल, उच्च थर्मल चालकता मा अनुसन्धानSiC सिरेमिकचीनमा सीमित छ र विश्वव्यापी मापदण्ड भन्दा धेरै पछाडि छ। भविष्यको अनुसन्धान निर्देशनहरू समावेश छन्:

को तयारी प्रक्रिया अनुसन्धान सुदृढीकरणSiC सिरेमिकपाउडर, उच्च-शुद्धताको तयारीको रूपमा, कम-अक्सिजन SiC पाउडर उच्च-थर्मल-चालकता प्राप्त गर्नको लागि आधारभूत छ।SiC सिरेमिक.

सिन्टेरिङ एड्सको छनोट र सैद्धान्तिक अनुसन्धान बढाउँदै।

उच्च थर्मल चालकता प्राप्त गर्नको लागि उचित माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त गर्न सिंटरिङ प्रक्रियालाई नियमन गर्न आवश्यक छ।SiC सिरेमिक.

के उपायहरूले थर्मल चालकता सुधार गर्न सक्छSiC सिरेमिक?

को थर्मल चालकता सुधार गर्न कुञ्जीSiC सिरेमिकफोनन स्क्याटरिङ फ्रिक्वेन्सी घटाउन र फोननको औसत मुक्त मार्ग बढाउनु हो। यो को porosity र अन्न सीमा घनत्व कम गरेर प्रभावकारी रूपमा हासिल गर्न सकिन्छSiC सिरेमिक, SiC अन्न सीमाहरूको शुद्धता बढाउँदै, SiC जालीमा अशुद्धता वा दोषहरू कम गर्दै, र SiC मा थर्मल यातायात वाहकहरू बढाउँदै। हाल, sintering एड्स र उच्च-तापमान ताप उपचार को प्रकार र सामग्री अनुकूलन को थर्मल चालकता बृद्धि गर्न प्राथमिक उपाय हो।SiC सिरेमिक.

सिंटरिङ एड्सको प्रकार र सामग्रीलाई अप्टिमाइज गर्दै

विभिन्न sintering एड्स अक्सर उच्च थर्मल चालकता को तयारी को समयमा थपिएको छSiC सिरेमिक। यी sintering एड्स को प्रकार र सामग्री को थर्मल चालकता को महत्वपूर्ण असर गर्छSiC सिरेमिक। उदाहरण को लागी, Al2O3 प्रणाली सिंटरिङ एड्स मा Al वा O जस्ता तत्वहरु सजिलै संग SiC जाली मा भंग गर्न सक्छ, रिक्त स्थानहरु र दोषहरु को निर्माण, यसरी फोनन स्क्याटरिंग आवृत्ति बढ्दै जान्छ। यसबाहेक, यदि sintering सहायता सामग्री धेरै कम छ भने, सामग्री sintering को समयमा घनत्व नहुन सक्छ, जबकि उच्च sintering सहायता सामग्रीले अशुद्धता र दोषहरू बढाउन सक्छ। अत्यधिक तरल-चरण सिंटरिङ एड्सले पनि SiC ग्रेन बृद्धिलाई रोक्न सक्छ, फोनोन मतलब मुक्त मार्गलाई कम गर्दै। त्यसैले, उच्च थर्मल चालकता प्राप्त गर्नSiC सिरेमिक, घनत्व सुनिश्चित गर्दा sintering सहायता सामग्री कम गर्न आवश्यक छ, र SiC जाली मा सजिलै घुलनशील sintering एड्स चयन गर्नुहोस्।

हाल, तातो प्रेसSiC सिरेमिकBeO लाई सिंटरिङ सहायताको रूपमा प्रयोग गर्दा कोठाको तापक्रम तापीय चालकता (270 W·m-1·K-1) प्रदर्शन हुन्छ। यद्यपि, BeO अत्यधिक विषाक्त र कार्सिनोजेनिक छ, यसलाई प्रयोगशाला वा उद्योगहरूमा व्यापक प्रयोगको लागि अनुपयुक्त बनाउँछ। Y2O3-Al2O3 प्रणालीको 1760 °C मा एक eutectic बिन्दु छ र यो एक साधारण तरल-चरण सिंटरिङ सहायता हो।SiC सिरेमिक, तर Al3+ सजिलै SiC जालीमा भंग हुने हुनाले,SiC सिरेमिकसिंटरिङ सहायताको रूपमा यस प्रणालीसँग कोठाको तापक्रम 200 W·m-1·K-1 भन्दा कम हुन्छ।

दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू जस्तै Y, Sm, Sc, Gd, र La SiC जालीमा सजिलै घुलनशील छैनन् र उच्च अक्सिजन आत्मीयता छ, प्रभावकारी रूपमा SiC जालीमा अक्सिजन सामग्री कम गर्दछ। तसर्थ, Y2O3-RE2O3 (RE=Sm, Sc, Gd, La) प्रणाली सामान्यतया उच्च थर्मल चालकता (>200 W·m-1·K-1) को तयारीको लागि सिन्टरिङ सहायताको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।SiC सिरेमिक। उदाहरणका लागि, Y2O3-Sc2O3 प्रणालीमा, Y3+ र Si4+ बीचको आयनिक विचलन महत्त्वपूर्ण छ, जसले ठोस समाधानहरूको गठनलाई रोक्छ। शुद्ध SiC मा Sc को घुलनशीलता 1800~2600°C, लगभग (2~3)×10^17 atoms·cm^-3 को तापमानमा अपेक्षाकृत कम हुन्छ।

विभिन्न Sintering एड्स संग SiC सिरेमिक को थर्मल गुण

उच्च-तापमान ताप उपचार

को उच्च तापमान गर्मी उपचारSiC सिरेमिकजाली दोषहरू, विस्थापनहरू, र अवशिष्ट तनावहरू हटाउन मद्दत गर्दछ, केही अनाकार संरचनाहरूलाई क्रिस्टलीय संरचनाहरूमा रूपान्तरण गर्न र फोनोन स्क्याटरिङ घटाउन मद्दत गर्दछ। थप रूपमा, उच्च-तापमान तातो उपचारले प्रभावकारी रूपमा SiC अन्नको वृद्धिलाई बढावा दिन्छ, अन्ततः सामग्रीको थर्मल गुणहरू बढाउँछ। उदाहरण को लागी, 1950 डिग्री सेल्सियस मा उच्च-तापमान ताप उपचार पछि, थर्मल डिफ्यूजिविटीSiC सिरेमिक83.03 mm2·s-1 बाट 89.50 mm2·s-1 मा बढ्यो, र कोठाको तापक्रम तापीय चालकता 180.94 W·m-1·K-1 बाट 192.17 W·m-1·K-1 मा बढ्यो। उच्च-तापमान तातो उपचारले महत्त्वपूर्ण रूपमा SiC सतह र जालीमा sintering एड्सको डिअक्सिडेशन क्षमता सुधार गर्दछ र SiC अन्न जडानहरूलाई कडा बनाउँछ। फलस्वरूप, को कोठा-तापमान थर्मल चालकताSiC सिरेमिकउच्च-तापमान ताप उपचार पछि विशेष रूपमा बढाइएको छ।**

हामी Semicorex मा विशेषज्ञ छौंSiC सिरेमिकर सेमीकन्डक्टर निर्माणमा लागू गरिएका अन्य सिरेमिक सामग्रीहरू, यदि तपाइँसँग कुनै सोधपुछ छ वा थप विवरणहरू चाहिन्छ भने, कृपया हामीलाई सम्पर्क गर्न नहिचकिचाउनुहोस्।

सम्पर्क फोन: +86-13567891907

इमेल: sales@semicorex.com