Da integrerede kredsløb er blevet en strategisk national industri, er mange halvledermaterialer blevet undersøgt og udviklet, og aluminiumnitrid er uden tvivl et af de mest lovende halvledermaterialer.
Aluminiumnitrid-ydelsesegenskaber
Aluminiumnitrid (AlN) har karakteristika af høj styrke, høj volumenresistivitet, høj isolationsspænding, termisk udvidelseskoefficient, god matchning med silicium osv. Det bruges ikke kun som sintringshjælp eller forstærkningsfase til strukturel keramik, men bruges også inden for keramiske elektroniske substrater og emballagematerialer, som har været boomende i de seneste år, og dens ydeevne overgår langt aluminiumoxid. Aluminiumnitridkeramik har fremragende overordnet ydeevne, er ideelle til halvledersubstrater og strukturelle emballagematerialer og har et betydeligt anvendelsespotentiale i elektronikindustrien.
Anvendelse af aluminiumnitrid
1. Piezoelektriske enhedsapplikationer
Aluminiumnitrid har høj resistivitet, høj termisk ledningsevne og en lav udvidelseskoefficient svarende til silicium, som er det ideelle materiale til højtemperatur- og højeffekt elektroniske enheder.
2. Elektroniske emballagesubstratmaterialer
Berylliumoxid, aluminiumoxid, siliciumnitrid og aluminiumnitrid er nogle af de mest almindelige materialer, der bruges til keramiske underlag.
Blandt de eksisterende keramiske materialer, der kan bruges som substratmaterialer, har siliciumnitridkeramik den højeste bøjningsstyrke, god slidstyrke og de bedste omfattende mekaniske egenskaber af keramiske materialer, mens deres termiske udvidelseskoefficient er den mindste. Aluminiumnitridkeramik har høj varmeledningsevne, god termisk stødmodstand og har stadig gode mekaniske egenskaber ved høje temperaturer. Det kan siges, at fra et ydelsessynspunkt er aluminiumnitrid og siliciumnitrid i øjeblikket de mest velegnede til brug som elektroniske emballagesubstratmaterialer, men de har også et fælles problem: deres pris er høj.
3. Anvendelse på lysemitterende materialer
Med hensyn til fotoelektrisk konverteringseffektivitet har aluminiumnitrid (AlN) en direkte båndgab-halvlederbånds maksimal bredde på 6,2 eV, hvilket er højere end den indirekte båndgab-halvleder. AlN, som et vigtigt blåt og ultraviolet lysemitterende materiale, bruges i ultraviolette og dybe ultraviolette lysemitterende dioder, ultraviolette laserdioder, ultraviolette detektorer osv. AlN- og III-gruppenitrider som GaN og InN kan også danne et kontinuerligt fast stof opløsning, og båndgabet af dens ternære eller kvaternære legering kan justeres kontinuerligt fra det synlige bånd til det dybe ultraviolette bånd, hvilket gør det til et vigtigt højtydende lysemitterende materiale.
4. Påføring på underlagsmaterialer
AlN krystal er det ideelle substrat til GaN, AlGaN og AlN epitaksiale materialer. Sammenlignet med safir- eller SiC-substrater har AlN og GaN bedre termisk tilpasning og kemisk kompatibilitet, og spændingen mellem substratet og epitaksiallaget er mindre. Derfor kan AlN-krystaller som GaN-epitaksiale substrater betydeligt reducere defekttætheden i enheden og forbedre dens ydeevne, som har en meget god udsigt til anvendelse ved fremstilling af højtemperatur-, højfrekvente- og højeffektelektroniske enheder. Derudover kan brug af AlN-krystaller som et AlGaN-epitaksialt materialesubstrat med høje aluminium (Al)-komponenter også effektivt reducere defekttætheden i nitrid-epitaksiallaget og i høj grad forbedre ydeevnen og levetiden for nitrid-halvlederenheder. Baseret på AlGaN er en dagblinddetektor af høj kvalitet blevet anvendt med succes.
5. Anvendelse på keramik og ildfaste materialer
Aluminiumnitrid kan bruges i strukturel keramisk sintring; fremstillet aluminiumnitridkeramik har ikke kun bedre mekaniske egenskaber og bøjningsstyrke end Al2O3- og BeO-keramik, men også højere hårdhed og korrosionsbestandighed. Ved at bruge varme- og erosionsbestandigheden fra AlN-keramik kan de bruges til at fremstille digler, Al-fordampningsskåle og andre højtemperaturkorrosionsbestandige dele. Derudover kan ren AlN keramik til farveløse transparente krystaller, med fremragende optiske egenskaber, bruges som transparent keramik til elektroniske optiske enheder og udstyr til højtemperatur infrarøde vinduer og ensretter varmebestandig belægning.
Dobbeltsider poleret aluminiumnitrid AlN Keramiske underlag fra WINTRUSTEK
