Процесс приготовления нитрида кремния

Метод производства нитрида кремния оказывает значительное влияние на кристаллическую фазу, чистоту и компактность материала. В зависимости от требований применения, различные методы производства могут производить материалы нитрида кремния с различными свойствами.

А. Прямое нитрирование
Методология

Обзор Прямое нитрирование -это процесс, при котором кремниевые пары и азот реагируют при высоких температурах с образованием нитрида кремния, обычно при температурах от 1400 градусов до 1500 градусов, для получения материалов в смешанной фазе -si₃n₄ и -si₃n₄.

Управление процессом и применимые сценарии

Прямое нитрирование подходит для производства больших объемов, но для обеспечения однородного и компактного продукта требуется строгий контроль таких параметров, как температура, чистота азота и скорость потока. Этот метод подходит для производства массовых материалов нитридов кремния, которые широко используются для производства промышленной структурной керамики.

B. Принцип осаждения пара (CVD)


Химическое осаждение паров (CVD) - это процесс, в котором силановые (SIH₄) и аммиак (NH₃) реагируют при высоких температурах с образованием тонких пленок нитрида кремния. Контролируя долю и скорость потока реакционного газа, можно получить пленки нитрида кремния с равномерной толщиной и высокой чистотой.

Преимущества и недостатки:

Тонкие пленки нитрида кремния, полученные методом сердечно -сосудистых заболеваний, являются высокой чистотой и очень компактной, но оборудование этого метода является сложным и дорогим, и он подходит для производства тонких пленок в полупроводниках и микроэлектронных устройствах.

C. Высокое давление
Принцип и оборудование NITRIDING

Требования Метод ниотровки высокого давления улучшает плотность и прочность нитрида кремния, проводя реакцию нитрирования при высокой температуре и высоком давлении. Окружающая среда высокого давления способствует реакции кремния и азота, уменьшая время реакции.

Этот метод подходит для производства структурной керамики высокой плотности и часто используется при приготовлении материалов нитридов кремния с высокими прочностными требованиями, такими как высокоэффективные подшипники и режущие инструменты, но требования к оборудованию высоки, стоимость подготовки высока, и он подходит для производства продуктов с высокой стоимостью.

D. Самопроизводительный высокотемпературный синтез (SHS)
Методология

Обзор самопроизводительный высокотемпературный синтез (SHS) использует самопроизводительные характеристики химических реакций для получения высоких температур путем зажигания, чтобы стимулировать спонтанную реакцию атрисации с образованием порошка нитрида кремния.

Характеристики процесса

Метод SHS имеет высокую скорость реакции и низкое потребление энергии, но стабильность и однородность реакции трудно контролировать. Этот метод подходит для крупномасштабного производства порошковых материалов и в основном используется для таких применений, как заполнительные материалы и распылительные порошки.