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BeO基片平整化改性研究

BeO基片平整化改性研究

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作者：雷贯寰电子科技大学

学位级别：硕士

BeO陶瓷具有绝缘性强，介电常数低，化学稳定性高，热导率高等优良特性，作为高导热部件的主流陶瓷材料，被广泛应用于功率半导体、微波电真空器件及核工业中。为了高效率、低成本地有效降低BeO陶瓷基片的表面粗糙度，消除基片表面的孔... 详细信息

BeO陶瓷具有绝缘性强，介电常数低，化学稳定性高，热导率高等优良特性，作为高导热部件的主流陶瓷材料，被广泛应用于功率半导体、微波电真空器件及核工业中。为了高效率、低成本地有效降低BeO陶瓷基片的表面粗糙度，消除基片表面的孔洞缺陷，以利于在BeO陶瓷基片上生长薄膜，推广其在薄膜产品中的应用，本文研究了利用丝网印刷方法对BeO陶瓷基片的被覆玻璃釉平整化改性。根据BeO陶瓷的热膨胀系数，通过理论计算，设计与之匹配的玻璃釉配方。调配适用于丝网印刷玻璃浆料的有机载体，对其中的有机溶剂和添加剂成分含量做优化调整，获得具有良好层次挥发性、触变性、均匀性的有机载体配方，并应用于玻璃浆料的丝网印刷。研究了烧结温度和保温时间对被釉平整化基片的表面粗糙度影响。将基片的表面粗糙度Ra值由356.7nm降低到100nm以下，达到薄膜器件的使用要求。相较于抛光处理的BeO陶瓷基片的RMS值141.9nm，被釉平整化改性的BeO陶瓷基片RMS值可降至24.9nm，在3×3μm范围内RMS值可达1.759nm。实验测试结果表明，约20μm厚度的玻璃釉层对BeO陶瓷基片的导热性能没有明显影响，被釉平整化改性方法适合于高热导率的陶瓷基片。研究反应射频磁控溅射方法制备TaN薄膜的工艺参数，通过实验不同气氛氮含量、衬底温度、溅射功率、热处理温度等参数条件对TaN薄膜TCR和方阻等的影响，探索出制备低电阻温度系数的TaN薄膜的优化工艺条件。溅射气压：0.5Pa;气氛氮含量：0.8%;衬底温度：100℃;溅射功率：200W;热处理温度：500℃;热处理保温时间：30min。所制备的TaN薄膜TCR为-69ppm/℃，方阻为4.3/□。为了检验被釉BeO陶瓷基片的平整化改性效果，在被釉平整化改性的BeO陶瓷基片上溅射功能薄膜TaN和金属线条。经检验，基片平整化效果良好，适合用于制备薄膜器件。

关键词： BeO陶瓷基片玻璃釉基片平整化 TaN薄膜

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