如果要在半導體基材上沉積氮化硅,有兩種方法可供使用:
利用低壓化學氣相沉積技術在相對較高的溫度下利用垂直或水平管式爐進行。
等離子體增強化學氣相沉積技術在溫度相對較低的真空條件下進行。
氮化硅的晶胞參數與單質硅不同。因此根據沉積方法的不同,生成的氮化硅薄膜會有產生張力或應力。特別是當使用等離子體增強化學氣相沉積技術時,能通過調節沉積參數來減少張力。
先利用溶膠凝膠法制備出二氧化硅,然后同時利用碳熱還原法和氮化對其中包含特細碳粒子的硅膠進行處理后得到氮化硅納米線。硅膠中的特細碳粒子是由葡萄糖在1200-1350℃分解產生的。
硅粉中含有許多雜質,如Fe,Ca,Aì,Ti等。Fe被認為是反應過程中的催化劑。它能促進硅的擴散,但同時,也將造成氣孔等缺陷。Fe作為添加劑的主要作用:在反應過程中可作催化劑,促使制品表面生成SiO2氧化膜;形成鐵硅熔系,氮溶解在液態FeSi2中,促進β-Si3N4的生成。但鐵顆粒過大或含量過高,制品中也會出現氣孔等缺陷,降低性能。一般鐵的加入量為0~5%。Al,Ca,Ti等雜質,易與硅形成低共熔物。適當的添加量,可以促進燒結,提高制品的性能。
氮化硅涂料能有效解決鋼坯熱處理過程中氧化燒損問題。納米硅酸鹽化涂料防氧化效果明顯,能使原來普通熱軋板所產生的3%-5%的氧化皮降到0.1%-0.8%,使不銹鋼熱軋板所產生的1%-3%的氧化皮降到0.2%以下。
氮化硅炮泥。含有氮化硅的炮泥,將起到有效的燒結的作用、耐腐蝕性的作用及抗分裂性的作用,應用于爐體或電爐中能夠將高爐爐口更加穩定的封好,并且非常容易破割。
氮化硅在HRB400高強度熱軋鋼筋有很好的應用。Si3N4作為增氮劑,配合FeV用于生產V微合金化Ⅲ級鋼筋,鋼筋性能優良穩定,是生產HRB400 Ⅲ級鋼筋的一種新合金化工藝。
氮化硅在單位質量氮含量中僅次于氮化硼,價格較低,從而在增氮方面有非常高的。