碳热还原/氮化合成氮化硅工艺中碳化硅生成的分析

万小涵¹，张广清²，Oleg Ostrovski¹

1. 澳大利亚新南威尔士大学材料科学与工程学院2. 澳大利亚卧龙岗大学机械材料与机电一体化学院

摘 要：碳热还原/氮化合成氮化硅在Si O2∶C=1∶4.5（摩尔比）、1 425¹ 475℃、氮气中添加10 vol%氢气气氛、气体流量1 L/min条件下进行。生成物各相通过XRD定性分析。实验结果及热力学分析表明二氧化硅-碳-氮气反应体系中,氮化硅和碳化硅在常用温度区间内的生成趋势差别小;碳化硅成核在较高温度趋势较强,但在整个温度区间与氮化硅成核趋势均较强且差别细微;氮化硅晶体生长反应为控制步骤。在碳热还原/氮化工艺中控制Si3N4和Si C生成的边界温度并不明显,碳化硅的生成不可避免。

关键词：边界温度;生成趋势;控制步骤;