氮化硅工艺英文解释翻译、氮化硅工艺的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 silicon nitride process
分词翻译:
氮化的英语翻译:
【化】 azotizing
【医】 azotize; nitridation; nitrogenization
硅的英语翻译:
silicon
【医】 Si; silicium; silicon
工艺的英语翻译:
craft; technics; technology
【计】 MOS technology
【化】 methodology
【经】 technology
专业解析
氮化硅工艺(Silicon Nitride Process)是一种应用于半导体制造、陶瓷工程及材料科学领域的关键技术,其核心是通过化学反应或物理沉积形成氮化硅(Si₃N₄)薄膜或体材料。该工艺的主要作用包括绝缘保护、机械强化和高温稳定性提升。
定义与组成
氮化硅(Si₃N₄)是由硅(Si)和氮(N)通过高温反应合成的陶瓷材料,化学式为:
$$
Si + N_2 xrightarrow{1200^circ C} Si_3N_4
$$
其工艺涵盖化学气相沉积(CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等技术。
应用领域
- 半导体封装:作为钝化层防止芯片氧化,提升器件可靠性(参考:IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing)。
- 陶瓷轴承与切削工具:利用其高硬度(~1500 HV)和耐磨性(来源:Journal of the European Ceramic Society)。
- 光学涂层:用于激光器保护膜,抗热冲击性能优越(来源:Optics Express)。
技术特性
- 热稳定性:熔点约1900°C,适用于高温环境。
- 介电强度:典型值10-15 MV/cm,优于二氧化硅(参考:Materials Science in Semiconductor Processing)。
权威参考来源
- 国际半导体技术路线(ITRS)对氮化硅工艺的标准定义。
- 美国材料试验协会(ASTM)发布的氮化硅材料性能测试标准(F2794-20)。
- 《陶瓷材料手册》(Springer出版)中关于氮化硅制备方法的章节。
网络扩展解释
氮化硅工艺是指制备氮化硅(Si₃N₄)材料或薄膜的一系列技术方法,主要分为体材料烧结工艺和薄膜沉积工艺两大类,具体如下:
一、体材料烧结工艺
-
反应烧结法
- 原理:将硅粉或硅与氮化硅混合成型后,在氮气中分阶段加热(1150-1200℃预氮化,再升至1350-1450℃完成反应),通过硅与氮气直接反应生成氮化硅(3Si + 2N₂ → Si₃N₄)。
- 特点:可制造复杂形状零件,烧结过程体积稳定,但材料致密度较低,机械性能中等。
-
热压烧结法
- 原理:将氮化硅粉末与添加剂(如MgO、Al₂O₃)在高温(约1800℃)和高压(15-30MPa)下直接压制成型。
- 特点:材料致密度高、强度优异,但设备成本高,仅适合简单形状制品。
-
气压烧结法
- 原理:在高压氮气(5-12MPa)和高温(1800-2100℃)下烧结,抑制氮化硅分解,促进致密化。
- 特点:可选用高熔点助烧剂,提升材料高温性能,适合高性能需求场景。
二、薄膜沉积工艺
-
化学气相沉积(CVD)
- 原理:通过硅烷(SiH₄)与氨气(NH₃)在300-800℃下反应生成氮化硅薄膜(3SiH₄ + 4NH₃ → Si₃N₄ + 12H₂↑),等离子体增强技术(PECVD)可降低反应温度。
- 应用:用于半导体器件绝缘层、光学镀膜等。
-
GPS工艺(高频反应等离子体CVD)
- 原理:利用高频电场激发等离子体,增强反应气体活性,实现低温高效沉积。
- 特点:薄膜纯度高、附着力强,适用于精密电子元件。
三、其他辅助工艺
- 凝胶注模成型:通过有机单体聚合固化陶瓷悬浮液,制备复杂形状素坯,再经烧结获得成品。
- 粉末制备:高纯度硅粉氮化后经破碎、研磨,制得超细氮化硅粉体。
工艺对比与应用领域
工艺类型 |
优点 |
缺点 |
典型应用场景 |
反应烧结法 |
成本低,形状复杂 |
致密度低 |
机械零件、耐腐蚀部件 |
热压烧结法 |
高强度、高致密 |
设备昂贵 |
刀具、轴承 |
CVD/PECVD |
薄膜均匀、低温沉积 |
设备复杂 |
半导体、光学镀膜 |
如需完整信息,可参考相关学术文献或技术手册(来源:、4、9等)。
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