- •Оглавление
- •Классификация мэт
- •Проводниковые материалы
- •Физическая природа электропроводности металлов
- •Зависимость электропроводности металлов от температуры и примеры
- •Электрические свойства металлических сплавов
- •Сопротивление проводников на высоких частотах
- •Сопротивление тонких металлических плёнок. Размерный эффект
- •Контактные явления в металлах
- •Материалы высокой проводимости. Медь
- •Алюминий
- •Сверхпроводящие металлы и сплавы
- •Специальные сплавы
- •Сплавы для термопар
- •Сплавы для корпусов приборов
- •Тугоплавкие металлы
- •Благородные металлы
- •Неметаллические проводящие материалы
- •Полупроводники. Классификация полупроводниковых материалов
- •Собственные и примесные полупроводники
- •Температурная зависимость концентрации носителей заряда.
- •Подвижность носителей заряда в полупроводниках
- •Электрофизические явления в полупроводниках.
- •Кремний
- •Физико-химические и электрические свойства Si
- •Марки кремния.
- •Германий
- •Физико-химические и электрические свойства германия
- •Карбид кремния (SiC)
- •Полупроводниковые соединения аiii вv
- •Твердые растворы на основе аiii вv
- •Полупроводниковые соединения aiibvi и трз на их основе
- •Полупроводниковые соединения aivbvi и трз на их основе
- •Диэлектрики, классификация, основные свойства
- •Электропроводность диэлектриков
- •Потери в диэлектриках
- •Пробой диэлектриков
- •Полимеры в электронной технике
- •Композиционные пластмассы и пластики
- •Электроизоляционные компаунды
- •Неорганические стекла
- •Ситаллы
- •Керамики
- •Активные диэлектрики
- •Сегнетоэлектрики
- •Пьезоэлектрики
- •Пироэлектрики
- •Электреты
- •Жидкие кристаллы
- •Материалы для твердотельных лазеров
- •Магнитные материалы. Их классификация
- •Магнитомягкие материалы
- •Магнитотвердые материалы
- •Технология получения материалов электронной техники Методы получения тонких пленок
- •Вакуумные методы. Термическое вакуумное напыление.
- •Кинетика процесса конденсации. Роль подложки
- •Создание вакуума в вакуумных установках
- •Измерение вакуума
- •Вакуумные установки термического напыления
- •Катодное вакуумное распыление (диодное)
- •Ионно - плазменное распыление
- •Эпитаксиальные процессы в технологии материалов электронной техники
- •Механизм процесса эпитаксии
- •Автоэпитаксия кремния
- •Гетероэпитаксия кремния
- •Эпитаксия полупроводниковых соединений аiiibv и трз на их основе
- •Температурно - временной режим эпитаксии
- •Эпитаксия SiC
- •Оборудование для наращивания эпитаксиальных слоев
- •Элионные технологии
- •Ионно-лучевые установки
- •Механическая обработка полупроводниковых материалов
- •Шлифование и полирование пластин
- •Химическая обработка поверхности полупроводника
- •Методы отчистки поверхности
- •Фотолитография (операции, материалы)
- •Нанотехнология, определения и понятия
- •Инструменты для измерения наноструктур
- •Наноструктуры и наноустройства
- •Методы нанотехнологий
Ситаллы
Это стеклокристаллические материалы, получающиеся путем стимулированной кристаллизации стекол специального состава. Занимают положение между стеклом и керамикой, отличаются от стекол кристаллическим строением, а от керамики малыми размерами кристаллических зерен. Кристаллизация может быть обусловлена каталитическими процессами (добавлением Cr2O3, FeS, V2O5) – термоситаллы или фотохимическими процессами (добавлением Ag, Au, Cu, Al) – фотоситаллы.
Ситаллы имеют высокую механическую прочность, высокую химическую стойкость, теплопроводность, и удовлетворительные электрические характеристики. d= 2,32,8г/см3, Tтекуч.=750-1350оС, =108-1012 Ом∙м, Епр=25-75 мВ/м.
Используется в качестве подложек гибридных ИС, тонкопленочных резисторов, а также для изготовления конденсаторов с высокой Епр.
Керамики
Греч. «керамос» - горшечная глина. Это большая группа диэлектриков, объединенных общностью технологического цикла. Достоинства – высокая нагревостойкость, отсутствие гигроскопичности, высокое , механическая прочность, стабильность характеристик и надежность, стойкость к излучениям, развитию плесени и т.д.
Керамический материал состоит из кристаллической фазы и связывающей ее стекловидной составляющей, определяющей Tспекания и пластичность керамики.
Сырье – кварц, глинозем, тальк, окислы и карбонаты.
Технология получения керамического материала включает:
1. тонкое измельчение и смешивание компонентов (мельницы);
2. пластификация массы добавлением парафина, поливинил. спирта);
3. формование заготовок прессованием или выдавливанием;
4. спекание изделий (обжиг) при 1300оС и более.
Усадка из-за выгорания пластификатора и удаления H2O может достигать 20%.
Керамику подразделяют на установочную и конденсаторную.
Установочная керамика – изоляторы, конструкционные изделия, подложки ИС, ламповые панели, корпуса резисторов, внутриламповых изоляторов и т.п. Изоляторный фарфор – низкочастотный установочный материал. При обжиге сырья (глина, кварцевый песок, полевой шпат) образуется основная кристаллическая фаза – муллит (3Al2O3 2SiO2).
Свойства: низкая пористость, высокая плотность, водонепроницаемость, механическая прочность, но tg=10-2, т.е. можно использовать только при низких частотах. Радиофарфор отличается добавлением BaO, что резко снижает tg и в 100 раз увеличивает . Ультрафарфор содержит до 80% Al2O3+BaO и имеет низкие диэлектрические потери и высокую механическую прочность. Марки: УФ-46, УФ-53.
Корундовая керамика, содержит до 95-99% Al2O3 - называется алюминооксидом (стойкость до 1600 оС, теплопроводна, механически прочна, малые диэлектрические потери). Используется для вакуумплотных изоляторов и подложек ИС, внутриламповых изоляторов с пористой структурой (не трескается). Разновидность алюминооксида - поликор, отличающийся особо плотной структурой. Прозрачен. Используется для изготовления колб, источников света, подложек для гибридных ИС. Преимущества керамических подложек перед ситаллами большая теплопроводность. Среди неметаллов наибольшая теплопроводность у BeO. Керамика на основе BeO (95-99%) называется брокеритом. Ее теплопроводность в 250 раз больше теплопроводности стекол и ситаллов, = 1016 Ом∙м; tg=3∙10-4 (f=1МГц). Используется для подложек ИС, в мощных СВЧ приборах, получении вакуумных спаев, керамики с Cu и коваром. Низкими диэлектрическими потерями при высоких f обладают цельзиановая (BaO Al2O3 2SiO2), стеатитовая (на основе талька 3MgO 4SiO2 H2O), форстеритовая (2MgO SiO2) керамики.
Более 50% конденсаторов изготавливаются из керамики. Здесь используются материалы с низким tg: титановую керамику (тиконды) на основе TiO2, CaTiO3 (перевскит), SrTiO3 , а также Ti – Zr керамика (твердые растворы на основе TiO2 - ZrO2), лантановая (LaAlO3 – CaTiO3), станнатная (CaSnO3+CaTiO3+CaZrO3).
Основу низкочастотной конденсаторной керамики составляет BaTiO3 – конденсаторная сегнетокерамика. Имеет =900-8000, но температурно нестабильна.