晶体结构和特性氮化硅发热体

晶体结构和特性氮化硅发热体

蓝色圆球是氮原子，灰色圆球是硅原子

氮化硅发热体

构成方法

修正

六方 β-Si3N4

可在1300-1400℃的条件下用单质硅和氮气直接进行化合反应得到氮化硅：

3 Si(s) + 2 N2(g) → Si3N4(s)

也可用二亚胺构成

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

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

或用碳热恢复反应在1400-1450℃的氮气气氛下构成：

3 SiO2(s) + 6 C(s) + 2 氮化硅发热体N2(g) → Si3N4(s) + 6 CO(g)

对单质硅的粉末进行渗氮处理的构成方法是在二十世纪50年代跟着对氮化硅的从头“发现”而开发出来的。也是第一种用于很多出产氮化硅粉末的方法。但假设运用的硅原料纯度低会使得出产出的氮化硅富含杂质硅酸盐和铁。用二胺分解法构成的氮化硅是无定形态的，需要进一步在1400-1500℃的氮气下做退火处理才华将之转化为晶态粉末，二胺分解法在重要性方面是仅次于渗氮法的商品化出产氮化硅发热体氮化硅的方法。碳热恢复反应是制造氮化硅的最简略路径也是工业上制造氮化硅粉末最符组本钱效益的手法。

电子级的氮化硅薄膜是经过化学气相堆积或许等离子体增强化学气相堆积技术制造的:

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)

假设要在半导体基材上堆积氮化硅，有两种方法可供运用：
1. 
运用低压化学气相堆积技术在相对较高的温度下运用垂直或水平管式炉进行。

2. 
等离子体增强化学气相堆积技术在温度相对较低的真空条件下进行。

氮化硅的晶胞参数与单质硅不一样。因此根据堆积方法的不一样，生成的氮化硅薄膜会有发作张力或应力。特别是当运用等离子体增强化学气相堆积技术时，能经过调度堆积参数来减少张力。

先运用溶胶凝胶法制备出二氧化硅，然后一同运用碳热恢复法和氮化对其中包含特细碳粒子的硅胶进行处理后得到氮化硅纳米线。硅胶中的特细碳粒子是由葡萄糖在1200-1350℃分解发作的。构成过程中触及的反应可能是：

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)