En quoi consiste le substrat céramique en nitrure de silicium ?

Les substrats céramiques en nitrure de silicium sont principalement constitués de poudre de nitrure de silicium. Ce matériau implique une série d'étapes complexes dans le processus de préparation, notamment le mélange, le broyage à billes, le démoussage, le moulage par extrusion, l'estampage, le revêtement par poudre (pulvérisation de poudre), l'élimination de la colle, le frittage, le nettoyage de la poudre, le meulage des bords, le balayage, le broyage, le nettoyage par ultrasons, l'essorage, la découpe au laser, l'inspection de la qualité et d'autres processus.

Au stade du mélange, la poudre de nitrure de silicium et la poudre d'oxyde d'yttrium sont mélangées à des additifs organiques. Ensuite, ces matériaux sont mélangés et broyés par un processus de broyage à billes, qui se divise en broyage à billes primaire et broyage à billes secondaire. Le premier broyage à billes vise à mélanger les matières premières solides avec les matières liquides, tandis que le second broyage à billes permet de mélanger et de broyer plus finement la boue. En outre, des substances telles que la résine PVB (liant), le polyéthylène glycol et le phtalate de diéthyle (plastifiant) seront ajoutées à la suspension. Après le broyage à billes, les bulles présentes dans la suspension sont éliminées par un antimousse afin de préparer une suspension de coulée d'une certaine viscosité colloïdale convenant à la coulée.

Les substrats céramiques en nitrure de silicium deviennent progressivement le matériau de substrat préféré pour les dispositifs semi-conducteurs à large bande interdite en raison de leur conductivité thermique et de leurs propriétés mécaniques élevées. Ce matériau a un coefficient de dilatation thermique similaire à celui du substrat semi-conducteur de troisième génération en cristal SiC, ce qui le rend plus stable et particulièrement adapté aux hautes fréquences, aux hautes pressions, aux hautes températures et à d'autres scénarios de travail.