Применение подложек из нитрида кремния

В последние годы полупроводниковые устройства развиваются в направлении высокой мощности, высокой частоты и интеграции. Полупроводниковые приборы высокой мощности широко используются в ветроэнергетике, солнечной фотоэлектрической энергетике, электромобилях, светодиодном освещении и других областях. Поскольку любое полупроводниковое устройство имеет определенные потери в работе, и большая часть потерь рассеивается в виде тепла, это и вызывает определенные события отказа устройства. Согласно статистике, количество отказов устройств, вызванных нагревом, достигает 55%.

Установлено, что подложки из нитрида кремния обладают лучшей теплопроводностью и механическими свойствами, высокой температурой плавления, высокой твердостью, высокой износостойкостью, устойчивостью к окислению и другими преимуществами, и являются лучшими материалами для высокотехнологичных полупроводниковых устройств, особенно для мощных полупроводников.

Подложка из нитрида кремния должна обладать следующими характеристиками:

1. Хорошая изоляция и устойчивость к электрическим пробоям;
2. Высокая теплопроводность: теплопроводность напрямую влияет на условия эксплуатации и срок службы полупроводниковых устройств, плохой отвод тепла приводит к неравномерному распределению температурного поля, а также значительно увеличивает шум электронных устройств;
3. Коэффициент теплового расширения соответствует другим материалам в упаковке;
4. Хорошие высокочастотные характеристики: низкая диэлектрическая проницаемость и низкие диэлектрические потери;
5. Гладкая поверхность и равномерная толщина: облегчают нанесение печатной схемы на поверхность подложки и обеспечивают равномерную толщину печатной схемы.

Подложка si3n4, используемая в полупроводниковых приборах

В настоящее время широко используемые материалы подложек включают в себя: керамическую подложку, стеклокерамическую подложку, алмаз, подложку из смолы, кремниевую (Si) подложку и металл или композитные материалы с металлической матрицей.

В настоящее время в качестве материалов для керамических подложек используются в основном оксид бериллия (BeO), глинозем (Al2O3) и нитрит алюминия (AlN). С развитием полупроводниковых приборов в направлении высоких мощностей и частот, повышаются требования к теплопроводности и механическим свойствам керамических изоляционных подложек. В настоящее время нитрид кремния признан наиболее перспективным материалом для керамических подложек с высокой теплопроводностью и высокой надежностью в стране и за рубежом. Теоретическая теплопроводность монокристаллического нитрида кремния может достигать более 400 Вт- М-1 -К-1, что дает возможность стать подложкой с высокой теплопроводностью.

Si3N4 имеет три кристаллические структуры: альфа-фазу, бета-фазу и гамма-фазу. Фаза и фаза, наиболее распространенные формы Si3N4, имеют гексагональную структуру и могут быть получены при нормальном давлении. Подложка из нитрида кремния обладает многими превосходными свойствами, такими как большая твердость, высокая прочность, малый коэффициент теплового расширения, малая ползучесть при высокой температуре, хорошая стойкость к окислению, хорошие показатели термической коррозии, малый коэффициент трения, сходство с поверхностью металла, смазываемого маслом, и т.д. Керамика Si3N4 - это структурная керамика с наилучшими комплексными свойствами.

Факторы влияния материалов подложек из нитрида кремния с высокой теплопроводностью

Влияние порошка сырья

Сырьевой порошок является ключевым фактором, влияющим на физические и механические свойства керамики, особенно для подложки si3N4 с высокой теплопроводностью, чистота и размер частиц сырьевого порошка оказывают важное влияние на теплопроводность и механические свойства Si3N4.

Влияние вспомогательных материалов для спекания. 

Нитрид кремния принадлежит построить сильные ковалентные соединения, опираясь на твердую фазу диффузии трудно спекания плотности необходимо добавить спекания добавки, такие как MgO стиль, Al2O3, CaO и редкоземельных оксидов, в процессе спекания, спекания добавки могут быть добавлены с родной оксид на поверхности порошков нитрида кремния, образование низкого плавления эвтектического раствора, используя жидкую фазу спекания механизм для реализации плотности. Следует отметить, что не все вспомогательные вещества для спекания могут играть хорошую роль в спекании. Ключом к улучшению теплопроводности si3N4 является выбор подходящего агента для спекания и составление разумной системы формул. СПИД для спекания можно условно разделить на СПИД для спекания оксидов и СПИД для спекания неоксидов. Он также подразделяется на СПИД для спекания оксидов редкоземельных металлов (Y2O3, CeO, La2O3, Yb2O3) и СПИД для спекания CaO, MgO.

Поставщик подложек Si3n4

Компания Great Ceramic имеет многолетний опыт в области обработки прецизионной технической керамики и стремится предоставить клиентам превосходные керамические изделия из нитрида кремния. Мы можем поставлять подложки из нитрида кремния толщиной более 0,15 мм, а технические характеристики и размеры могут быть изменены в соответствии с требованиями заказчика.

Свяжитесь с нами для получения бесплатного предложения и технической поддержки.

Узнайте больше о нитриде кремния

• Внедрение материалов из нитрида кремния
• Знания Википедии о нитриде кремния