氮化硅陶瓷和硅化物辅助烧结制备氮化硅陶瓷的方法技术

本申请涉及硅化物辅助烧结制备氮化硅陶瓷基板的方法，以及该方法制备的氮化硅陶瓷。该氮化硅陶瓷基板照摩尔百分含量计算，包括如下组分：氮化硅：89mol％，烧结助剂：3～11mol％。本发明专利技术通过使用硅化镁替代传统的氧化镁，高效优化了氮化硅陶瓷的热导率和力学性能，解决了目前气压烧结氮化硅热导率高热导率和高力学性能难以兼得的问题。经过气压烧结后，制得的氮化硅陶瓷热导率可达98.35W

【技术实现步骤摘要】
氮化硅陶瓷和硅化物辅助烧结制备氮化硅陶瓷的方法


[0001]本专利技术涉及半导体用氮化硅陶瓷领域，尤其涉及使用硅化物辅助烧结制备氮化硅陶瓷的方法以及利用该方法制备出的氮化硅陶瓷。

技术介绍

[0002]新世纪以来，半导体器件沿着大功率化、高频化、集成化的方向迅猛发展。半导体器件工作产生的热量成为了引起半导体器件失效的主要因素，而绝缘基板的导热性是影响半导体器件整体散热的关键。统计表明，半导体器件由于热损耗引起的失效高达55％。此外，在电动汽车、高铁等领域，半导体器件服役过程中往往要面临颠簸、震动等复杂的力学环境，这对所用基板材料的结构可靠性提出了严苛的要求。目前市场上常用的陶瓷基板材料有氧化铝、氮化铝、氮化硅等。氧化铝虽然应用广泛，技术成熟但面临着热导率过低，强度不高等缺陷；同样的氮化铝也存在强度过低难以在恶劣环境中正常工作的困境，不过氮化铝的热导率极高，成本也居高不下，因此多用于高端市场。而氮化硅拥有极佳的抗弯强度，已经被证明可以胜任在各种复杂环境中服役。此外氮化硅具备不俗的导热性能，使其作为半导体器件的散热通道也大有可为。氮化硅的理论热导率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氮化硅陶瓷，其特征在于，按照摩尔百分含量计算，包括如下组分：氮化硅：89mol％，烧结助剂：3～11mol％。2.一种硅化物辅助烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据氮化硅
‑
烧结助剂的摩尔百分含量，计算出原料的质量，称量氮化硅粉体和烧结助剂粉体作为起始原料；(2)将所有粉体加入球磨罐，同时加入溶剂，进行球磨，得到浆料；(3)将在所述步骤(2)中制备的浆料过筛处理，置于干燥箱中烘干，然后研磨再次过筛，得到混合粉体；(4)将在所述步骤(3)中制备的混合粉体压制成型，得到粉体生坯，然后等静压进一步提高粉体生坯密度；(5)将压制后的粉体生坯放置于气压烧结炉中进行气压烧结，得到氮化硅陶瓷。3.根据权利要求书2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的氮化硅粉体颗粒大小的D50在0.5～0.8μm之间。4.根据权利要求书2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中烧结助剂的种类为氧化钇和硅化镁其中的一种或两种。5.根据权利要求书2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中其中氧化钇粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：施鹰，胡创创，谢建军，雷芳，章蕾，范灵聪，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：