Alors que les circuits intégrés sont devenus une industrie nationale stratégique, de nombreux matériaux semi-conducteurs ont été étudiés et développés, et le nitrure d'aluminium est sans aucun doute l'un des matériaux semi-conducteurs les plus prometteurs.
Caractéristiques de performance du nitrure d'aluminium
Le nitrure d'aluminium (AlN) a les caractéristiques d'une résistance élevée, d'une résistivité volumique élevée, d'une tension d'isolation élevée, d'un coefficient de dilatation thermique, d'une bonne correspondance avec le silicium, etc. dans le domaine des substrats électroniques céramiques et des matériaux d'emballage, en plein essor ces dernières années, et ses performances dépassent de loin celles de l'Alumine. Les céramiques en nitrure d'aluminium ont d'excellentes performances globales, sont idéales pour les substrats semi-conducteurs et les matériaux d'emballage structuraux, et ont un potentiel d'application important dans l'industrie électronique.
Application de nitrure d'aluminium
1. Applications d'appareils piézoélectriques
Le nitrure d'aluminium a une résistivité élevée, une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation similaire au silicium, qui est le matériau idéal pour les appareils électroniques à haute température et haute puissance.
2. Matériaux de substrat d'emballage électronique
L'oxyde de béryllium, l'alumine, le nitrure de silicium et le nitrure d'aluminium sont parmi les matériaux les plus couramment utilisés pour les substrats en céramique.
Parmi les matériaux céramiques existants pouvant être utilisés comme matériaux de substrat, les céramiques en nitrure de silicium ont la résistance à la flexion la plus élevée, une bonne résistance à l'usure et les meilleures propriétés mécaniques complètes des matériaux céramiques, tandis que leur coefficient de dilatation thermique est le plus petit. Les céramiques en nitrure d'aluminium ont une conductivité thermique élevée, une bonne résistance aux chocs thermiques et ont toujours de bonnes propriétés mécaniques à des températures élevées. On peut dire que, du point de vue des performances, le Nitrure d'Aluminium et le Nitrure de Silicium sont actuellement les plus adaptés pour être utilisés comme matériaux de substrat d'emballage électronique, mais ils ont aussi un problème commun : leur prix est élevé.
3. Application aux matériaux électroluminescents
En termes d'efficacité de conversion photoélectrique, le nitrure d'aluminium (AlN) a une largeur maximale de bande semi-conductrice à bande interdite directe de 6,2 eV, ce qui est supérieur au semi-conducteur à bande interdite indirecte. L'AlN, en tant que matériau important émettant de la lumière bleue et ultraviolette, est utilisé dans les diodes électroluminescentes ultraviolettes et ultraviolettes profondes, les diodes laser ultraviolettes, les détecteurs ultraviolets, etc. Les nitrures d'AlN et du groupe III comme GaN et InN peuvent également former un solide continu solution, et la bande interdite de son alliage ternaire ou quaternaire peut être ajustée en continu de la bande visible à la bande ultraviolette profonde, ce qui en fait un matériau émetteur de lumière haute performance important.
4. Application aux matériaux de substrat
Le cristal AlN est le substrat idéal pour les matériaux épitaxiaux GaN, AlGaN et AlN. Par rapport aux substrats en saphir ou en SiC, AlN et GaN ont une meilleure adaptation thermique et une meilleure compatibilité chimique, et la contrainte entre le substrat et la couche épitaxiale est plus faible. Par conséquent, les cristaux d'AlN en tant que substrats épitaxiaux de GaN peuvent réduire considérablement la densité de défauts dans le dispositif et améliorer ses performances, ce qui a de très bonnes perspectives d'application dans la préparation de dispositifs électroniques à haute température, haute fréquence et haute puissance. De plus, l'utilisation de cristaux d'AlN comme substrat de matériau épitaxial AlGaN avec des composants à haute teneur en aluminium (Al) peut également réduire efficacement la densité de défauts dans la couche épitaxiale de nitrure et améliorer considérablement les performances et la durée de vie des dispositifs semi-conducteurs au nitrure. Basé sur AlGaN, un détecteur aveugle de haute qualité a été appliqué avec succès.
5. Application aux céramiques et matériaux réfractaires
Le nitrure d'aluminium peut être utilisé dans le frittage de céramique structurale ; Les céramiques de nitrure d'aluminium préparées ont non seulement de meilleures propriétés mécaniques et une meilleure résistance à la flexion que les céramiques Al2O3 et BeO, mais également une dureté et une résistance à la corrosion plus élevées. En utilisant la résistance à la chaleur et à l'érosion des céramiques AlN, elles peuvent être utilisées pour fabriquer des creusets, des plats d'évaporation Al et autres pièces résistantes à la corrosion à haute température. De plus, la céramique AlN pure pour cristaux transparents incolores, avec d'excellentes propriétés optiques, peut être utilisée comme céramique transparente pour les dispositifs optiques électroniques et l'équipement pour les fenêtres infrarouges à haute température et le revêtement résistant à la chaleur du redresseur.
Substrats en céramique de nitrure d'aluminium AlN polis par double face de WINTRUSTEK
