氮化硅陶瓷(Si₃N₄)是一种高性能的先进陶瓷材料,在碳化硅(SiC)衬底工艺中扮演着重要角色,主要利用其优异的物理性质、化学稳定性和热学特性,来提升SiC衬底的加工质量、器件性能及工艺效率。
物理性质 | 热学性能 | 化学稳定性 |
密度低于大多数金属。硬度高,莫氏硬度接近金刚石,耐磨性极佳。抗弯强度高韧性优于普通陶瓷。 | 耐高温,长期使用温度达1200-1400°C,短期可达1800°C。低热膨胀系数,抗热震性能优异。 | 耐腐蚀抗酸、碱、熔融金属侵蚀,抗氧化,表面形成SiO₂保护层。 |
切割减薄 | 研磨抛光 | 外延生长 | 封装与热管理 |
碳化硅晶锭切割时氮化硅薄膜作为保护层减少微裂纹,减薄时作为临时键合层(耐>800°C)防止衬底翘曲/破裂。 | 因其高耐磨性,可用于制造抛光垫或作为磨料的载体,提升SiC衬底的表面平整度(Ra <0.5 nm)。 | 氮化硅薄膜可作为选择性生长掩膜,利用其化学惰性抑制非目标区域的外延沉积。用于外延反应腔内的隔离部件,可减少金属污染。 | 作为碳化硅器件的封装基板,提升散热效率与寿命。用于多层封装结构中,提供电绝缘且耐高压击穿(>10 kV/mm)。 |
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