Καθώς τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν γίνει μια στρατηγική εθνική βιομηχανία, πολλά υλικά ημιαγωγών έχουν ερευνηθεί και αναπτυχθεί, και το νιτρίδιο αλουμινίου είναι αναμφίβολα ένα από τα πιο πολλά υποσχόμενα υλικά ημιαγωγών.

Χαρακτηριστικά Απόδοσης Νιτριδίου Αλουμινίου

Το νιτρίδιο αλουμινίου (AlN) έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής αντοχής, της υψηλής αντίστασης όγκου, της υψηλής τάσης μόνωσης, του συντελεστή θερμικής διαστολής, της καλής αντιστοίχισης με το πυρίτιο κ.λπ. Δεν χρησιμοποιείται μόνο ως βοήθημα πυροσυσσωμάτωσης ή ενισχυτική φάση για δομικά κεραμικά, αλλά χρησιμοποιείται επίσης στον τομέα των κεραμικών ηλεκτρονικών υποστρωμάτων και υλικών συσκευασίας, που γνωρίζει μεγάλη άνθηση τα τελευταία χρόνια, και οι επιδόσεις του ξεπερνούν κατά πολύ αυτές της Αλουμίνας. Τα κεραμικά νιτριδίου αλουμινίου έχουν εξαιρετική συνολική απόδοση, είναι ιδανικά για υποστρώματα ημιαγωγών και δομικά υλικά συσκευασίας και έχουν σημαντικές δυνατότητες εφαρμογής στη βιομηχανία ηλεκτρονικών.

Εφαρμογή Νιτριδίου Αλουμινίου

1. Εφαρμογές πιεζοηλεκτρικών συσκευών

Το νιτρίδιο αλουμινίου έχει υψηλή ειδική αντίσταση, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλό συντελεστή διαστολής παρόμοιο με το πυρίτιο, το οποίο είναι το ιδανικό υλικό για ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής ισχύος.

2. Υλικά υποστρώματος ηλεκτρονικής συσκευασίας

Το οξείδιο του βηρυλλίου, η αλουμίνα, το νιτρίδιο του πυριτίου και το νιτρίδιο του αργιλίου είναι μερικά από τα πιο κοινά υλικά που χρησιμοποιούνται για κεραμικά υποστρώματα.

Από τα υπάρχοντα κεραμικά υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υλικά υποστρώματος, τα κεραμικά Silicon Nitride έχουν την υψηλότερη αντοχή σε κάμψη, καλή αντοχή στη φθορά και τις καλύτερες ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες των κεραμικών υλικών, ενώ ο συντελεστής θερμικής διαστολής τους είναι ο μικρότερος. Τα κεραμικά νιτριδίου αλουμινίου έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα, καλή αντοχή σε θερμικές κρούσεις και εξακολουθούν να έχουν καλές μηχανικές ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες. Μπορεί να ειπωθεί ότι, από την άποψη της απόδοσης, το νιτρίδιο του αργιλίου και το νιτρίδιο του πυριτίου είναι επί του παρόντος τα πιο κατάλληλα για χρήση ως υλικά υποστρώματος ηλεκτρονικής συσκευασίας, αλλά έχουν επίσης ένα κοινό πρόβλημα: η τιμή τους είναι υψηλή.

3. Εφαρμογή σε υλικά που εκπέμπουν φως

Όσον αφορά την απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής, το νιτρίδιο αλουμινίου (AlN) έχει μέγιστο πλάτος ζώνης ημιαγωγών άμεσης ζώνης 6,2 eV, το οποίο είναι υψηλότερο από τον έμμεσο ημιαγωγό διάκενου ζώνης. Το AlN, ως σημαντικό υλικό εκπομπής μπλε και υπεριώδους φωτός, χρησιμοποιείται σε διόδους εκπομπής υπεριώδους και βαθιάς υπεριώδους φωτός, διόδους υπεριώδους λέιζερ, ανιχνευτές υπεριώδους ακτινοβολίας κ.λπ. Τα νιτρίδια της ομάδας AlN και III όπως το GaN και το InN μπορούν επίσης να σχηματίσουν ένα συνεχές στερεό διάλυμα και το διάκενο ζώνης του τριμερούς ή τεταρτοταγούς κράματός του μπορεί να ρυθμίζεται συνεχώς από την ορατή ζώνη στη βαθιά ζώνη υπεριώδους, καθιστώντας το ένα σημαντικό υλικό εκπομπής φωτός υψηλής απόδοσης.

4. Εφαρμογή σε υλικά υποστρώματος

Ο κρύσταλλος AlN είναι το ιδανικό υπόστρωμα για επιταξιακά υλικά GaN, AlGaN και AlN. Σε σύγκριση με τα υποστρώματα ζαφείρι ή SiC, τα AlN και GaN έχουν καλύτερη θερμική αντιστοίχιση και χημική συμβατότητα και η τάση μεταξύ του υποστρώματος και του επιταξιακού στρώματος είναι μικρότερη. Επομένως, οι κρύσταλλοι AlN ως επιταξιακά υποστρώματα GaN μπορούν να μειώσουν σημαντικά την πυκνότητα ελαττώματος στη συσκευή και να βελτιώσουν την απόδοσή της, η οποία έχει πολύ καλή προοπτική εφαρμογής στην παρασκευή ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος. Επιπλέον, η χρήση κρυστάλλων AlN ως υπόστρωμα επιταξιακού υλικού AlGaN με συστατικά υψηλού αλουμινίου (Al) μπορεί επίσης να μειώσει αποτελεσματικά την πυκνότητα ελαττώματος στο επιταξιακό στρώμα νιτριδίου και να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση και τη διάρκεια ζωής των συσκευών ημιαγωγών νιτριδίου. Με βάση το AlGaN, έχει εφαρμοστεί με επιτυχία ένας υψηλής ποιότητας ανιχνευτής ημέρας τυφλού.

5. Εφαρμογή σε κεραμικά και πυρίμαχα υλικά

Το νιτρίδιο αλουμινίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δομική κεραμική πυροσυσσωμάτωση. Τα παρασκευασμένα κεραμικά νιτριδίου αλουμινίου δεν έχουν μόνο καλύτερες μηχανικές ιδιότητες και αντοχή σε κάμψη από τα κεραμικά Al2O3 και BeO, αλλά και υψηλότερη σκληρότητα και αντοχή στη διάβρωση. Χρησιμοποιώντας την αντοχή στη θερμότητα και τη διάβρωση των κεραμικών AlN, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή χωνευτηρίων, πιάτων εξάτμισης με Al και άλλα εξαρτήματα ανθεκτικά στη διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασία. Επιπλέον, τα καθαρά κεραμικά AlN για άχρωμους διαφανείς κρυστάλλους, με εξαιρετικές οπτικές ιδιότητες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως διαφανή κεραμικά για ηλεκτρονικές οπτικές συσκευές και εξοπλισμός για παράθυρα υπερύθρων υψηλής θερμοκρασίας και ανθεκτική στη θερμότητα επίστρωση ανορθωτή.

Κεραμικά Υποστρώματα Διπλών Πλευρών Γυαλισμένο Νιτρίδιο Αλουμινίου AlN από την WINTRUSTEK