Da integrierte Schaltungen zu einer strategischen nationalen Industrie geworden sind, wurden viele Halbleitermaterialien erforscht und entwickelt, und Aluminiumnitrid ist zweifellos eines der vielversprechendsten Halbleitermaterialien.
Leistungsmerkmale von Aluminiumnitrid
Aluminiumnitrid (AlN) hat die Eigenschaften hohe Festigkeit, hoher Durchgangswiderstand, hohe Isolationsspannung, Wärmeausdehnungskoeffizient, gute Anpassung an Silizium usw. Es wird nicht nur als Sinterhilfe oder Verstärkungsphase für Baukeramiken verwendet, sondern auch verwendet auf dem Gebiet der keramischen elektronischen Substrate und Verpackungsmaterialien, das in den letzten Jahren boomt, und seine Leistung übertrifft die von Alumina bei weitem. Aluminiumnitridkeramiken haben eine hervorragende Gesamtleistung, sind ideal für Halbleitersubstrate und strukturelle Verpackungsmaterialien und haben ein erhebliches Anwendungspotenzial in der Elektronikindustrie.
Anwendung von Aluminiumnitrid
1. Anwendungen für piezoelektrische Geräte
Aluminiumnitrid hat einen hohen spezifischen Widerstand, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich wie Silizium, das das ideale Material für elektronische Hochtemperatur- und Hochleistungsgeräte ist.
2. Substratmaterialien für elektronische Verpackungen
Berylliumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid sind einige der am häufigsten verwendeten Materialien für Keramiksubstrate.
Unter den bestehenden Keramikmaterialien, die als Substratmaterialien verwendet werden können, haben Siliziumnitridkeramiken die höchste Biegefestigkeit, gute Verschleißfestigkeit und die besten umfassenden mechanischen Eigenschaften von Keramikmaterialien, während ihr Wärmeausdehnungskoeffizient am kleinsten ist. Aluminiumnitridkeramiken haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Temperaturwechselbeständigkeit und haben auch bei hohen Temperaturen noch gute mechanische Eigenschaften. Es kann gesagt werden, dass Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid im Hinblick auf die Leistung derzeit am besten für die Verwendung als Substratmaterialien für elektronische Verpackungen geeignet sind, aber sie haben auch ein gemeinsames Problem: Ihr Preis ist hoch.
3. Anwendung auf lichtemittierende Materialien
Hinsichtlich der photoelektrischen Umwandlungseffizienz hat Aluminiumnitrid (AlN) eine maximale Breite des Halbleiterbandes mit direkter Bandlücke von 6,2 eV, was höher ist als die des Halbleiters mit indirekter Bandlücke. AlN wird als wichtiges blaues und ultraviolettes Licht emittierendes Material in ultravioletten und tiefen ultravioletten Leuchtdioden, Ultraviolett-Laserdioden, Ultraviolett-Detektoren usw. verwendet. AlN und Nitride der Gruppe III wie GaN und InN können auch einen kontinuierlichen Festkörper bilden Lösung, und die Bandlücke seiner ternären oder quaternären Legierung kann kontinuierlich vom sichtbaren Band bis zum tiefen Ultraviolettband eingestellt werden, was es zu einem wichtigen lichtemittierenden Hochleistungsmaterial macht.
4. Auftragen auf Substratmaterialien
AlN-Kristalle sind das ideale Substrat für GaN-, AlGaN- und AlN-Epitaxiematerialien. Im Vergleich zu Saphir- oder SiC-Substraten haben AlN und GaN eine bessere thermische Anpassung und chemische Kompatibilität, und die Spannung zwischen Substrat und Epitaxieschicht ist geringer. Daher können AlN-Kristalle als GaN-Epitaxiesubstrate die Defektdichte in der Vorrichtung erheblich reduzieren und ihre Leistung verbessern, was eine sehr gute Aussicht auf Anwendung bei der Herstellung von elektronischen Hochtemperatur-, Hochfrequenz- und Hochleistungselektronikvorrichtungen hat. Außerdem kann die Verwendung von AlN-Kristallen als ein AlGaN-Epitaxiematerialsubstrat mit hohen Aluminium(Al)-Komponenten auch die Defektdichte in der Nitrid-Epitaxieschicht effektiv reduzieren und die Leistung und Lebensdauer von Nitrid-Halbleitervorrichtungen stark verbessern. Auf Basis von AlGaN wurde ein hochwertiger Tagblinddetektor erfolgreich eingesetzt.
5. Anwendung auf Keramik und feuerfeste Materialien
Aluminiumnitrid kann beim strukturellen Keramiksintern verwendet werden; Aufbereitete Aluminiumnitrid-Keramik hat nicht nur bessere mechanische Eigenschaften und Biegefestigkeit als Al2O3- und BeO-Keramik, sondern auch eine höhere Härte und Korrosionsbeständigkeit. Unter Ausnutzung der Hitze- und Erosionsbeständigkeit von AlN-Keramik können sie zur Herstellung von Tiegeln, Al-Verdampfungsschalen usw. verwendet werden andere hochtemperaturkorrosionsbeständige Teile. Darüber hinaus kann reine AlN-Keramik für farblose transparente Kristalle mit hervorragenden optischen Eigenschaften als transparente Keramik für elektronische optische Geräte und Ausrüstungen für Hochtemperatur-Infrarotfenster und hitzebeständige Gleichrichterbeschichtung verwendet werden.
Doppelseitig polierte Aluminiumnitrid-AlN-Keramiksubstrate von WINTRUSTEK
