Получение и исследование микроструктуры и свойств экспериментальных образцов оснований гибридных интегральных микросхем, полученных из отходов монокристаллического кремния

Объектом исследований являлись экспериментальные образцы, сформованные и спеченные из кремниевых порошков, полученных из отходов монокристаллических пластин микроэлектронного производства. Исследованы особенности микроструктуры, физико-механические и теплофизические свойства экспериментальных образцов оснований гибридных интегральных микросхем (ГИМС) в зависимости от условий изготовления, показана принципиальная возможность их применения в качестве оснований ГИМС. Приведены преимущества использования импульсного прессования для получения образцов без связующего с относительной плотностью до 89%. Изучен фазовый состав экспериментальных образцов оснований гибридных интегральных микросхем в зависимости от параметров синтеза. Установлена сильная зависимость фазового состава от среды отжига (вакуум, воздух) и условий обработки (статические, динамические методы, температурный режим). Показано, что, варьируя технологическими режимами обработки и исходным составом, можно получать экспериментальные образцы оснований ГИМС с полупроводниковым либо диэлектрическим типом проводимости. На лабораторных образцах, изготовленных статическим способом при 1200°С в воздушной среде, шероховатость поверхности была 0,113 мкм. Показатели микротвердости составили 11,5 ГПа, коэффициента вязкости разрушения – 1,2 МПа ⋅ м1/2, коэффициента теплопроводности − 25 Вт/(м ⋅ К), коэффициента термического расширения – 2,3 ⋅ 10–6 град–1, удельного электрического сопротивления − от 109 до 1012 Ом ⋅ см.