Com que els circuits integrats s'han convertit en una indústria nacional estratègica, s'han investigat i desenvolupat molts materials semiconductors, i el nitrur d'alumini és, sens dubte, un dels materials semiconductors més prometedors.
Característiques de rendiment del nitrur d'alumini
El nitrur d'alumini (AlN) té les característiques d'alta resistència, gran resistivitat de volum, alt voltatge d'aïllament, coeficient d'expansió tèrmica, bona combinació amb silici, etc. No només s'utilitza com a ajuda de sinterització o fase de reforç per a ceràmica estructural, sinó que també s'utilitza. en l'àmbit dels substrats electrònics ceràmics i dels materials d'embalatge, que ha anat en auge en els darrers anys, i el seu rendiment supera amb escreix el de l'alúmina. Les ceràmiques de nitrur d'alumini tenen un rendiment global excel·lent, són ideals per a substrats semiconductors i materials d'embalatge estructurals i tenen un potencial d'aplicació important a la indústria electrònica.
Aplicació de nitrur d'alumini
1. Aplicacions de dispositius piezoelèctrics
El nitrur d'alumini té una alta resistivitat, una alta conductivitat tèrmica i un baix coeficient d'expansió similar al silici, que és el material ideal per a dispositius electrònics d'alta temperatura i alta potència.
2. Materials de substrat d'embalatge electrònic
L'òxid de beril·li, l'alúmina, el nitrur de silici i el nitrur d'alumini són alguns dels materials més comuns utilitzats per a substrats ceràmics.
Entre els materials ceràmics existents que es poden utilitzar com a materials de substrat, les ceràmiques de nitrur de silici tenen la major resistència a la flexió, bona resistència al desgast i les millors propietats mecàniques completes dels materials ceràmics, mentre que el seu coeficient d'expansió tèrmica és el més petit. Les ceràmiques de nitrur d'alumini tenen una alta conductivitat tèrmica, una bona resistència al xoc tèrmic i encara tenen bones propietats mecàniques a altes temperatures. Es pot dir que, des del punt de vista del rendiment, el nitrur d'alumini i el nitrur de silici són actualment els més adequats per utilitzar-los com a materials de substrat d'embalatge electrònic, però també tenen un problema comú: el seu preu és elevat.
3. Aplicació a materials emissors de llum
Pel que fa a l'eficiència de conversió fotoelèctrica, el nitrur d'alumini (AlN) té una amplada màxima de banda de semiconductor directa de 6,2 eV, que és superior a la del semiconductor indirecte. L'AlN, com a important material emissor de llum blava i ultraviolada, s'utilitza en díodes emissors de llum ultraviolada i ultraviolada profunda, díodes làser ultraviolat, detectors d'ultraviolats, etc. Els nitrurs d'AlN i del grup III com GaN i InN també poden formar un sòlid continu. solució, i el buit de banda del seu aliatge ternari o quaternari es pot ajustar contínuament des de la banda visible fins a la banda ultraviolada profunda, convertint-lo en un important material emissor de llum d'alt rendiment.
4. Aplicació a materials de suport
El cristall d'AlN és el substrat ideal per a materials epitaxials GaN, AlGaN i AlN. En comparació amb els substrats de safir o SiC, AlN i GaN tenen una millor concordança tèrmica i compatibilitat química, i la tensió entre el substrat i la capa epitaxial és menor. Per tant, els cristalls d'AlN com a substrats epitaxials de GaN poden reduir significativament la densitat de defectes del dispositiu i millorar-ne el rendiment, la qual cosa té molt bones perspectives d'aplicació en la preparació de dispositius electrònics d'alta temperatura, alta freqüència i alta potència. A més, l'ús de cristalls d'AlN com a substrat de material epitaxial d'AlGaN amb components d'alumini (Al) elevats també pot reduir eficaçment la densitat de defecte a la capa epitaxial de nitrur i millorar considerablement el rendiment i la vida útil dels dispositius semiconductors de nitrur. Basat en AlGaN, s'ha aplicat amb èxit un detector de cegues diürnes d'alta qualitat.
5. Aplicació a ceràmiques i materials refractaris
El nitrur d'alumini es pot utilitzar en la sinterització de ceràmica estructural; Les ceràmiques de nitrur d'alumini preparades no només tenen millors propietats mecàniques i resistència a la flexió que les ceràmiques Al2O3 i BeO, sinó també una major duresa i resistència a la corrosió. Utilitzant la resistència a la calor i l'erosió de la ceràmica AlN, es poden utilitzar per fer gresols, plats d'evaporació d'Al i altres peces resistents a la corrosió a alta temperatura. A més, la ceràmica pura AlN per a cristalls transparents incolors, amb excel·lents propietats òptiques, es pot utilitzar com a ceràmica transparent per a dispositius òptics electrònics i equips per a finestres d'infrarojos d'alta temperatura i recobriment resistent a la calor del rectificador.
Substrats ceràmics de nitrur d'alumini polit de doble cara de WINTRUSTEK
