Pourquoi le substrat de nitrure de silicium doit-il améliorer la conductivité thermique?

Substrat de nitrure de siliciumest largement utilisé dans les champs de haute technologie tels que les semi-conducteurs et les LED, mais il a un problème - la conductivité thermique n'est pas suffisante. Si la chaleur ne peut pas être dissipée, l'équipement surchauffe et cessera de fonctionner facilement. Aujourd'hui, parlons de la façon de "le refroidir" et de laisser la conductivité thermique augmenter!

1. Faites attention au ratio matériel

Le rapport du silicium et de l'azote dans le nitrure de silicium n'est pas réglé avec désinvolture. Des expériences ont montré que lorsqu'il y a plus de silicium, la structure cristalline est plus serrée et la conduction thermique est plus fluide. Cependant, ce degré doit être bien contrôlé, trop ou trop peu ne fonctionnera pas.

2. Il y a une astuce à la température de frittage

Le contrôle de la température est particulièrement critique pendant le tir. Bien qu'une température trop élevée puisse réduire les pores, elle peut rendre les grains trop grands et affecter la conductivité thermique. Environ 1800 ° C est une température dorée, qui peut assurer la densité et maintenir une petite structure de grains.

3. Moins d'impuretés

Même un peu d'impuretés telles que le fer et le calcium bloqueront la conduction thermique comme un barrage routier. Par conséquent, la pureté des matières premières doit atteindre plus de 99,99% et l'environnement de production doit être aussi propre que possible.

4. Le traitement en surface ne peut pas être sauvé

Polir la surface deSubstrat de nitrure de siliciumet contrôler la rugosité au niveau du nanomètre, de sorte que la surface de contact thermique est plus lisse et que l'efficacité de dissipation de la chaleur est naturellement améliorée. Certaines applications haut de gamme seront également recouvertes de films métalliques pour aider à effectuer la chaleur.

5. Nouvelles idées de modification composite

Le hotspot de recherche récent est d'ajouter des nanoparticules de carbure de silicium au nitrure de silicium ou d'utiliser le graphène comme matériau de renforcement. Ces méthodes peuvent augmenter la conductivité thermique de plus de 30%, mais le coût augmente également.

Perspectives futures

Le laboratoire essaie maintenant d'imprimer des structures de nitrure de silicium en 3D pour optimiser le chemin de conduction thermique en contrôlant avec précision la distribution des trous. Peut-être que dans quelques années, nous pourrons utiliser une nouvelle génération de substrats avec une conductivité thermique doublée!

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