Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cơ chế oxi hóa của nhôm nitride được xem xét lại
Tóm tắt
Khác với động kinetics oxi hóa của các nitride khác, lớp oxit trên AlN có thể dễ dàng đạt hàng chục micromet ở nhiệt độ trên 1200 °C. Trong nghiên cứu này, cơ chế oxi hóa của AlN được điều tra thông qua việc quan sát vi cấu trúc. Phân tích cho thấy lớp oxit đầy các lỗ nhỏ. Sự hình thành lỗ tạo ra diện tích bề mặt bổ sung để kích thích phản ứng tiếp theo. Phản ứng do đó kiểm soát quá trình oxi hóa trong khoảng nhiệt độ từ 1050 đến 1350 °C. Tốc độ oxi hóa trở nên chậm lại khi lớp oxit đạt đến độ dày tối ưu.
Từ khóa
#AlN #oxi hóa #vi cấu trúc #nhiệt độ #lớp oxitTài liệu tham khảo
Yoshimura HN, Narita NE, Molisani AL, et al. High temperature flexural strength and fracture toughness of AlN with Y2O3 ceramic. J Mater Sci 2009, 44: 5773–5780.
Kar JP, Bose G, Tuli S, et al. Morphological investigation of aluminium nitride films on various substrates for MEMS applications. Surf Eng 2009, 25: 526–530.
Yeh C-T, Tuan W-H. Pre-oxidation of AlN substrates for subsequent metallization. J Mater Sci: Mater El 2015, 26: 5910–5916.
Iwase N, Anzai K, Shinozaki K, et al. Thick film and direct bond copper forming technologies for aluminum nitride substrate. IEEE T Compon Hybr 1985, 8: 253–258.
Chiang WL, Greenhut VA, Shanefield DJ, et al. Effect of substrate and pretreatment on copper to AIN direct bonds. In Proceedings of the 15th Annual Conference on Composites and Advanced Ceramic Materials, Part 2 of 2: Ceramic Engineering and Science Proceedings, 1991, 12, DOI: 10.1002/9780470313848.ch38.
Watanabe Y, Hara Y, Tokuda T, et al. Surface oxidation of alumiuium nitride thin films. Surf Eng 2000, 16: 211–214.
Lavrenko VA, Alexeev AF. Oxidation of sintered aluminium nitride. Ceram Int 1983, 9: 80–82.
Katnani AD, Papathomas KI. Kinetics and initial stages of oxidation of aluminum nitride: Thermogravimetric analysis and X-ray photoelectron spectroscopy study. J Vac Sci Technol A 1987, 5: 1335–1340.
Sato T, Haryu K, Endo T, et al. High temperature oxidation of hot-pressed aluminium nitride by water vapour. J Mater Sci 1987, 22: 2277–2280.
Suryanarayana D. Oxidation kinetics of aluminum nitride. J Am Ceram Soc 1990, 73: 1108–1110.
Bellosi A, Landi E, Tampieri A. Oxidation behavior of aluminum nitride. J Mater Res 1993, 8: 565–572.
Robinson D, Dieckmann R. Oxidation of aluminium nitride substrates. J Mater Sci 1994, 29: 1949–1957.
Osborne EW, Norton MG. Oxidation of aluminium nitride. J Mater Sci 1998, 33: 3859–3865.
Brown AL, Norton MG. Oxidation kinetics of AlN powder. J Mater Sci Lett 1998, 17: 1519–1522.
Tseng WJ, Tsai C-J, Fu S-L. Oxidation, microstructure and metallization of aluminum nitride substrates. J Mater Sci: Mater El 2000, 11: 131–138.
Zhou H, Qiao L, Fu R. Effect of the fluoride additives on the oxidation of AlN. Mater Res Bull 2002, 37: 2427–2435.
Stull DR, Prophet H. JANAF Thermochemical Tables, 2nd edn. National Bureau of Standards US, 1971.
Haggerty JS, Lightfoot A, Ritter JE, et al. Oxidation and fracture strength of high-purity reaction-bonded silicon nitride. J Am Ceram Soc 1989, 72: 1675–1679.
Cannon RM, Rhodes WH, Heuer AH. Plastic deformation of fine-grained alumina (Al2O3): I, interface-controlled diffusional creep. J Am Ceram Soc 1980, 63: 46–53.
Nakagawa T, Nishimura H, Sakaguchi I, et al. Grain boundary character dependence of oxygen grain boundary diffusion in α-Al2O3 bicrystals. Scripta Mater 2011, 65: 544–547.