晶體結構和特性氮化硅發熱體

晶體結構和特性氮化硅發熱體

藍色圓球是氮原子，灰色圓球是硅原子

氮化硅發熱體

構成方法

修正

六方 β-Si3N4

可在1300-1400℃的條件下用單質硅和氮氣直接進行化合反應得到氮化硅：

3 Si(s) + 2 N2(g) → Si3N4(s)

也可用二亞胺構成

SiCl4(l) + 6 NH3(g) → Si(NH)2(s) + 4 NH4Cl(s) 在0 ℃的條件下

3 Si(NH)2(s) → Si3N4(s) + N2(g) + 3 H2(g) 在1000 ℃的條件下

或用碳熱恢復反應在1400-1450℃的氮氣氣氛下構成：

3 SiO2(s) + 6 C(s) + 2 氮化硅發熱體N2(g) → Si3N4(s) + 6 CO(g)

對單質硅的粉末進行滲氮處理的構成方法是在二十世紀50年代跟著對氮化硅的從頭“發現”而開發出來的。也是第一種用于很多出產氮化硅粉末的方法。但假設運用的硅原料純度低會使得出產出的氮化硅富含雜質硅酸鹽和鐵。用二胺分解法構成的氮化硅是無定形態的，需要進一步在1400-1500℃的氮氣下做退火處理才華將之轉化為晶態粉末，二胺分解法在重要性方面是僅次于滲氮法的商品化出產氮化硅發熱體氮化硅的方法。碳熱恢復反應是制造氮化硅的最簡略路徑也是工業上制造氮化硅粉末最符組本錢效益的手法。

電子級的氮化硅薄膜是經過化學氣相堆積或許等離子體增強化學氣相堆積技術制造的:

3 SiH4(g) + 4 NH3(g) → Si3N4(s) + 12 H2(g)

3 SiCl4(g) + 4 NH3(g) → Si3N4(s) + 12 HCl(g)

3 SiCl2H2(g) + 4 NH3(g) → Si3N4(s) + 6 HCl(g) + 6 H2(g)

假設要在半導體基材上堆積氮化硅，有兩種方法可供運用：
1.
運用低壓化學氣相堆積技術在相對較高的溫度下運用垂直或水平管式爐進行。

2.
等離子體增強化學氣相堆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一樣。因此根據堆積方法的不一樣，生成的氮化硅薄膜會有發作張力或應力。特別是當運用等離子體增強化學氣相堆積技術時，能經過調度堆積參數來減少張力。

先運用溶膠凝膠法制備出二氧化硅，然后一同運用碳熱恢復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℃分解發作的。構成過程中觸及的反應可能是：

SiO2(s) + C(s) → SiO(g) + CO(g)

3 SiO(g) + 2 N2(g) + 3 CO(g) → Si3N4(s) + 3 CO2(g) 或

3 SiO(g) + 2 N2(g) + 3 C(s) → Si3N4(s) + 3 CO(g)