氮化矽工藝英文解釋翻譯、氮化矽工藝的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 silicon nitride process
分詞翻譯:
氮化的英語翻譯:
【化】 azotizing
【醫】 azotize; nitridation; nitrogenization
矽的英語翻譯:
silicon
【醫】 Si; silicium; silicon
工藝的英語翻譯:
craft; technics; technology
【計】 MOS technology
【化】 methodology
【經】 technology
專業解析
氮化矽工藝(Silicon Nitride Process)是一種應用于半導體制造、陶瓷工程及材料科學領域的關鍵技術,其核心是通過化學反應或物理沉積形成氮化矽(Si₃N₄)薄膜或體材料。該工藝的主要作用包括絕緣保護、機械強化和高溫穩定性提升。
定義與組成
氮化矽(Si₃N₄)是由矽(Si)和氮(N)通過高溫反應合成的陶瓷材料,化學式為:
$$
Si + N_2 xrightarrow{1200^circ C} Si_3N_4
$$
其工藝涵蓋化學氣相沉積(CVD)、低壓化學氣相沉積(LPCVD)和等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)等技術。
應用領域
- 半導體封裝:作為鈍化層防止芯片氧化,提升器件可靠性(參考:IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing)。
- 陶瓷軸承與切削工具:利用其高硬度(~1500 HV)和耐磨性(來源:Journal of the European Ceramic Society)。
- 光學塗層:用于激光器保護膜,抗熱沖擊性能優越(來源:Optics Express)。
技術特性
- 熱穩定性:熔點約1900°C,適用于高溫環境。
- 介電強度:典型值10-15 MV/cm,優于二氧化矽(參考:Materials Science in Semiconductor Processing)。
權威參考來源
- 國際半導體技術路線(ITRS)對氮化矽工藝的标準定義。
- 美國材料試驗協會(ASTM)發布的氮化矽材料性能測試标準(F2794-20)。
- 《陶瓷材料手冊》(Springer出版)中關于氮化矽制備方法的章節。
網絡擴展解釋
氮化矽工藝是指制備氮化矽(Si₃N₄)材料或薄膜的一系列技術方法,主要分為體材料燒結工藝和薄膜沉積工藝兩大類,具體如下:
一、體材料燒結工藝
-
反應燒結法
- 原理:将矽粉或矽與氮化矽混合成型後,在氮氣中分階段加熱(1150-1200℃預氮化,再升至1350-1450℃完成反應),通過矽與氮氣直接反應生成氮化矽(3Si + 2N₂ → Si₃N₄)。
- 特點:可制造複雜形狀零件,燒結過程體積穩定,但材料緻密度較低,機械性能中等。
-
熱壓燒結法
- 原理:将氮化矽粉末與添加劑(如MgO、Al₂O₃)在高溫(約1800℃)和高壓(15-30MPa)下直接壓制成型。
- 特點:材料緻密度高、強度優異,但設備成本高,僅適合簡單形狀制品。
-
氣壓燒結法
- 原理:在高壓氮氣(5-12MPa)和高溫(1800-2100℃)下燒結,抑制氮化矽分解,促進緻密化。
- 特點:可選用高熔點助燒劑,提升材料高溫性能,適合高性能需求場景。
二、薄膜沉積工藝
-
化學氣相沉積(CVD)
- 原理:通過矽烷(SiH₄)與氨氣(NH₃)在300-800℃下反應生成氮化矽薄膜(3SiH₄ + 4NH₃ → Si₃N₄ + 12H₂↑),等離子體增強技術(PECVD)可降低反應溫度。
- 應用:用于半導體器件絕緣層、光學鍍膜等。
-
GPS工藝(高頻反應等離子體CVD)
- 原理:利用高頻電場激發等離子體,增強反應氣體活性,實現低溫高效沉積。
- 特點:薄膜純度高、附着力強,適用于精密電子元件。
三、其他輔助工藝
- 凝膠注模成型:通過有機單體聚合固化陶瓷懸浮液,制備複雜形狀素坯,再經燒結獲得成品。
- 粉末制備:高純度矽粉氮化後經破碎、研磨,制得超細氮化矽粉體。
工藝對比與應用領域
工藝類型 |
優點 |
缺點 |
典型應用場景 |
反應燒結法 |
成本低,形狀複雜 |
緻密度低 |
機械零件、耐腐蝕部件 |
熱壓燒結法 |
高強度、高緻密 |
設備昂貴 |
刀具、軸承 |
CVD/PECVD |
薄膜均勻、低溫沉積 |
設備複雜 |
半導體、光學鍍膜 |
如需完整信息,可參考相關學術文獻或技術手冊(來源:、4、9等)。
分類
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