روند آماده سازی نیترید سیلیکون

روش تولید نیترید سیلیکون تأثیر معنی داری بر فاز کریستال ، خلوص و فشردگی مواد دارد. بسته به نیازهای کاربردی ، روشهای مختلف تولید می توانند مواد نیترید سیلیکون با خواص مختلف تولید کنند.

الف - نیترید مستقیم
روش شناسی روش

نمای کلی نیترایدر مستقیم فرایندی است که در آن بخار سیلیکون و نیتروژن در دماهای بالا واکنش نشان می دهند تا نیترید سیلیکون ، به طور معمول در دماهای بین 1400 درجه و 1500 درجه ، برای تولید مواد در مرحله مخلوط -SI₃N₄ و -SI₃N₄ واکنش نشان دهند.

کنترل فرآیند و سناریوهای قابل اجرا

نیتراید مستقیم برای تولید با حجم بالا مناسب است ، اما برای اطمینان از یک محصول همگن و جمع و جور نیاز به کنترل دقیق پارامترهایی مانند دما ، خلوص نیتروژن و سرعت جریان دارد. این روش برای تولید مواد نیترید فله سیلیکون ، که به طور گسترده در تولید سرامیک های ساختاری صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند ، مناسب است.

B. اصل رسوب بخار (CVD)


رسوب بخار شیمیایی (CVD) فرآیندی است که در آن سیلان (SIH₄) و آمونیاک (NH₃) در دماهای بالا واکنش نشان می دهند تا فیلم های نازک نیترید سیلیکون تشکیل دهند. با کنترل نسبت و سرعت جریان گاز واکنش ، فیلم های نیترید سیلیکون با ضخامت یکنواخت و خلوص بالا به دست می آیند.

مزایا و مضرات:

فیلم های نازک نیترید سیلیکون تولید شده به روش CVD با خلوص بالا و بسیار جمع و جور هستند ، اما تجهیزات این روش پیچیده و گران است و برای تولید فیلم های نازک در نیمه هادی ها و دستگاه های میکروالکترونیک مناسب است.

ج. فشار زیاد
اصل و تجهیزات کار نیترید

مورد نیاز روش نیترایدر فشار بالا با انجام یک واکنش نیتریدر در دمای بالا و فشار زیاد ، چگالی و استحکام نیترید سیلیکون را بهبود می بخشد. محیط فشار بالا باعث واکنش سیلیکون و نیتروژن می شود و زمان واکنش را کاهش می دهد.

این روش برای تولید سرامیک های ساختاری با چگالی بالا مناسب است و اغلب در تهیه مواد نیترید سیلیکون با نیازهای با استحکام بالا ، مانند یاتاقان های با کارایی بالا و ابزارهای برش استفاده می شود ، اما نیازهای تجهیزات زیاد است ، هزینه آماده سازی زیاد است و برای تولید محصولات با ارزش بالا مناسب است.

D. خود سنتز درجه حرارت بالا (SHS)
روش شناسی

مرور کلی سنتز دمای درجه حرارت بالا (SHS) از ویژگی های خودآشده واکنشهای شیمیایی برای تولید درجه حرارت بالا با احتراق برای تحریک یک واکنش نیتراید خود به خود برای تولید پودر نیترید سیلیکون استفاده می کند.

ویژگی های پردازش

روش SHS دارای میزان واکنش بالا و مصرف انرژی کم است ، اما کنترل و یکنواختی واکنش کنترل آن دشوار است. این روش برای تولید در مقیاس بزرگ مواد پودر مناسب است و عمدتاً برای کاربردهایی مانند پر کردن مواد و پودرهای پاشش استفاده می شود.