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等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在溫度相對(duì)較低的真空條件下進(jìn)行

如果要在半導(dǎo)體基材上沉積氮化硅，有兩種方法可供使用：

利用低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)在相對(duì)較高的溫度下利用垂直或水平管式爐進(jìn)行。

等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在溫度相對(duì)較低的真空條件下進(jìn)行。

氮化硅的晶胞參數(shù)與單質(zhì)硅不同。因此根據(jù)沉積方法的不同，生成的氮化硅薄膜會(huì)有產(chǎn)生張力或應(yīng)力。特別是當(dāng)使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)時(shí)，能通過調(diào)節(jié)沉積參數(shù)來減少張力。

先利用溶膠凝膠法制備出二氧化硅，然后同時(shí)利用碳熱還原法和氮化對(duì)其中包含特細(xì)碳粒子的硅膠進(jìn)行處理后得到氮化硅納米線。硅膠中的特細(xì)碳粒子是由葡萄糖在1200-1350℃分解產(chǎn)生的。

反應(yīng)燒結(jié)法制得的Si3N4密度為1.8~2

相對(duì)分子質(zhì)量140.28。灰色、白色或灰白色。屬高溫難溶化合物，無熔點(diǎn)，抗高溫蠕變能力強(qiáng)，不含粘結(jié)劑的反應(yīng)燒結(jié)氮化硅負(fù)荷軟化點(diǎn)在1800℃以上；六方晶系。晶體呈六面體。反應(yīng)燒結(jié)法制得的Si3N4密度為1.8~2.7g/cm3，熱壓法制得Si3N4密度為3.12~3.22g/cm3。莫氏硬度9~9.5，維氏硬度約為2200，顯微硬度為32630MPa。熔點(diǎn)1900℃（加壓下）。通常在常壓下1900℃左右分解。比熱容0.71J/(g·K)。生成熱為-751.57kJ/mol。熱導(dǎo)率為（2-155）W/(m·K)。線膨脹系數(shù)為2.8~3.2×10-6/℃(20~1000℃)。不溶于水。溶于。在空氣中開始氧化的溫度1300~1400℃。比體積電阻，20℃時(shí)為1.4×105 ·m,500℃時(shí)為4×108 ·m。彈性模量為28420~46060MPa。耐壓強(qiáng)度為490MPa（反應(yīng)燒結(jié)的）。1285℃時(shí)與二氮化二鈣反應(yīng)生成二氮硅化鈣，600℃時(shí)使過渡金屬還原，放出氮氧化物?？箯潖?qiáng)度為147MPa?？捎晒璺墼诘?dú)庵屑訜峄螓u化硅與氨反應(yīng)而制得。電阻率在10^15-10^16Ω.cm?？捎米鞲邷靥沾稍?。

氮化硅陶瓷

高純氮化硅粉在1700 C下熱壓液基本不發(fā)生收縮。氮化硅的燒結(jié)方 法主要有三種：反應(yīng)燒結(jié)法，常規(guī)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法。

1 、反應(yīng)燒結(jié)

它基于反應(yīng)： 3Si(s)+2N2(g)= Si3N4 (s) 氮化反應(yīng)的起始溫度于1100 , 然后逐漸升溫1420 , 整個(gè)過程需要幾 C C 天, 由于此反應(yīng)是放熱反應(yīng), 因此升溫速度要小心控制。一般在低于 1400 的溫度下保溫所得到的產(chǎn)物是α - 、 β- Si3N4 的混合物，具有15C 30%的氣孔率。

1 、反應(yīng)燒結(jié)

優(yōu)點(diǎn)：不許添加額外的添加劑 特點(diǎn)：高溫下材料的強(qiáng)度不會(huì)明顯降低; 產(chǎn)品尺寸和形狀不變，可以制得形狀復(fù)雜的制品； 要把兩個(gè)零件焊接時(shí)，只需將其連接在一起進(jìn)行氮化。 反應(yīng)燒結(jié)中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素是控制反應(yīng)溫度。 三步升溫法后將爐溫升硅的熔點(diǎn)以上，常稱為超溫氮化。