hrvatski

Primjena polisilicija u termičkom elementima

U radu je prikazan kratki pregled fizikalnih modela prijenosa topline i električnih grijača. Analiziran je polisilicij, kao materijal za izradu otpornog sloja grijača, te aluminij-nitridna keramika, kao izolacijski materijal za depozicijsku podlogu. Ovi materijali se koriste u mikroelektronici, ali se njihova primjena može proširiti i na ostale grane industrije. Polisilicijski grijač je grijač napravljen u tehnici tankog filma. Grijači napravljeni u tehnici tankog filma danas predstavljaju glavno istraživačko područje na području termičkih elemenata. U ovom radu predstavljen je polisilicijski grijač dobiven depozicijom u LPCVD reaktoru na aluminij-nitridnoj keramici. Polisilicij je poluvodički materijal kojemu se, dodavajući dopande, električke karakteristike mogu mijenjati u širokom opsegu. Budući da struktura deponiranog sloja uvelike ovisi o depozicijskim uvjetima, modeliranje karakteristika polisilicija je vrlo teško, te se uvode određena pojednostavljenja. Na prijenos topline unutar polisilicija uglavnom utječe mehanizam fononskog raspršenja, dok je prijenos struje posljedica djelovanja više mehanizama, kao što su driftno-difuzijski mehanizam, te tuneliranje i termionska emisija. U radu su karakteristike dobivene simulacijom ovih mehanizama u različitim uvjetima. Aluminij-nitrid keramika je relativno nov materijal, koji ima veliki potencijal za primjenu u termičkim elementima. Ova keramika je električni izolator, vrlo velike toplinske vodljivosti i temperaturne stabilnosti. Temperaturni koeficijent širenja ove keramike je sličan polisilicijskom, pa je ukupno strukturalno naprezanje malo. Aluminij-nitridna keramika pod utjecajem kisika vremenom gubi na čvrstoći. Prikazan je trodimenzionalni model grijača. Model je simuliran balansiranjem električnih i toplinskih jednadžbi, metodom konačnih elemenata. Prikazani rezultati ukazuju na vrlo dobar prijenos topline od aktivnog grijaćeg člana do grijanog objekta. Mogu se postići velike gustoće toplinskog toka, preko 200W/cm2.

polisilicij; aluminij-nitrid; silicij-dioksid; otporni grijač; prijenos topline; kristalno zrno; granica zrna; tanki film; LPCVD; depozicija; kaljenje; fononsko raspršenje; tuneliranje; termionska emisija; driftno-difuzijski model; skaliranje

nije evidentirano