Siliciumnitrering

Siliciumnitrering är en ytbehandlingsprocess som syftar till att bilda ett tunt lager av kiselnitrid (Si3N4) på ytan av kiselbaserade material. Kiselnitrid är en keramisk förening med hög hårdhet, utmärkt termisk stabilitet och god isolationsförmåga.

Processen kan utföras med flera metoder. Gasfasnitridering sker i närvaro av kväve- eller ammoniakgaser vid höga temperaturer, medan kemisk ångdeposition (CVD) eller lågtrycks-CVD används för kontrollerad skiktbildning. Plasmaassisterad nitridering gör det möjligt att tillföra kväve till ytan under plasmapåverkan, ofta vid lägre temperaturer. Denna flexibilitet gör siliciumnitrering lämplig både inom mikroelektronik och ytbearbetning.

Användningsområden inkluderar diffusion barriärer och passivationsskikt i kiselbaserade halvledare, skyddslager för mekaniska verktyg och maskindelar, samt optiska och termiska isoleringsskikt.

Fördelar med siliciumnitrering är ökat oxidations- och kemikalieresistens, hög termisk stabilitet och minskad dopantdiffusion i kiselområden. Begränsningar innefattar behov av exakt styrd skikttjocklek och densitet, risk för inre spänningar samt högre proceskostnader.

Valet av metod beror på krav på skiktets egenskaper, tjocklek och tillämpning.

Se även: kiselnitrid, nitrering, kemisk ångdeposition, diffusionsbarriär.