Mivel az integrált áramkörök stratégiai nemzeti iparággá váltak, számos félvezető anyagot kutattak és fejlesztettek ki, és az alumínium-nitrid kétségtelenül az egyik legígéretesebb félvezető anyag.
Alumínium-nitrid teljesítményjellemzők
Az alumínium-nitrid (AlN) jellemzői: nagy szilárdság, nagy térfogat-ellenállás, nagy szigetelési feszültség, hőtágulási együttható, jó illeszkedés szilíciummal stb. Nemcsak szinterezési segédanyagként vagy szerkezeti kerámiák megerősítő fázisaként használják, hanem használják is. az elmúlt években fellendülő kerámia elektronikai hordozók és csomagolóanyagok terén, és teljesítménye messze meghaladja az alumínium-oxidét. Az alumínium-nitrid kerámiák kiváló általános teljesítményűek, ideálisak félvezető hordozókhoz és szerkezeti csomagolóanyagokhoz, és jelentős alkalmazási potenciállal rendelkeznek az elektronikai iparban.
Alumínium-nitrid alkalmazása
1. Piezoelektromos eszközalkalmazások
Az alumínium-nitrid nagy ellenállású, nagy hővezető képességgel és alacsony tágulási együtthatóval rendelkezik, hasonlóan a szilíciumhoz, amely ideális anyag a magas hőmérsékletű és nagy teljesítményű elektronikai eszközökhöz.
2. Elektronikus csomagolóanyagok
A berillium-oxid, az alumínium-oxid, a szilícium-nitrid és az alumínium-nitrid a kerámia hordozókhoz leggyakrabban használt anyagok.
A meglévő hordozóanyagként használható kerámiaanyagok közül a szilícium-nitrid kerámiák rendelkeznek a legnagyobb hajlítószilárdsággal, jó kopásállósággal és a kerámiaanyagok legjobb átfogó mechanikai tulajdonságaival, miközben a hőtágulási együtthatójuk a legkisebb. Az alumínium-nitrid kerámiák magas hővezető képességgel, jó hősokkállósággal rendelkeznek, és magas hőmérsékleten is jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Elmondható, hogy teljesítmény szempontjából jelenleg az Alumínium-nitrid és a Szilícium-nitrid a legalkalmasabb elektronikai csomagolóanyagként, de van egy közös probléma is: magas az ára.
3. Alkalmazás fénykibocsátó anyagokra
A fotoelektromos konverziós hatékonyság szempontjából az alumínium-nitrid (AlN) közvetlen sávszélességű félvezető sávszélessége 6,2 eV, ami nagyobb, mint a közvetett sávszélességű félvezetőé. Az AlN, mint fontos kék és ultraibolya fényt kibocsátó anyag, ultraibolya és mély ultraibolya fényt kibocsátó diódákban, ultraibolya lézerdiódákban, ultraibolya detektorokban stb. alkalmazzák. Az AlN és III csoportú nitridek, mint például a GaN és az InN folytonos szilárd anyagot is képezhetnek. megoldás, és ennek hármas vagy kvaterner ötvözetének sávköze a látható sávtól a mély ultraibolya sávig folyamatosan állítható, így fontos nagy teljesítményű fénykibocsátó anyag.
4. Alkalmazási anyagokra
Az AlN kristály ideális szubsztrát a GaN, AlGaN és AlN epitaxiális anyagokhoz. A zafír vagy SiC szubsztrátumokhoz képest az AlN és a GaN jobb termikus illeszkedéssel és kémiai kompatibilitással rendelkezik, és a hordozó és az epitaxiális réteg közötti feszültség kisebb. Ezért az AlN kristályok GaN epitaxiális szubsztrátumként jelentősen csökkenthetik az eszköz hibasűrűségét és javíthatják annak teljesítményét, aminek nagyon jó kilátása van a magas hőmérsékletű, nagyfrekvenciás és nagy teljesítményű elektronikai eszközök előállítására. Ezenkívül az AlN kristályok AlGaN epitaxiális anyag szubsztrátumként való használata magas alumínium (Al) komponensekkel hatékonyan csökkentheti a nitrid epitaxiális réteg hibasűrűségét, és nagymértékben javíthatja a nitrid félvezető eszközök teljesítményét és élettartamát. Az AlGaN alapján egy kiváló minőségű nappali vak detektort sikeresen alkalmaztak.
5. Alkalmazás kerámiákra és tűzálló anyagokra
Az alumínium-nitrid felhasználható szerkezeti kerámia szinterezéshez; Az elkészített Alumínium-nitrid kerámiák nemcsak jobb mechanikai tulajdonságokkal és hajlítószilárdsággal rendelkeznek, mint az Al2O3 és BeO kerámiák, hanem nagyobb keménységgel és korrózióállósággal is rendelkeznek. Az AlN kerámiák hő- és erózióállóságát felhasználva tégelyek, Al párologtató edények, ill. egyéb magas hőmérsékletű korrózióálló alkatrészek. Ezenkívül a színtelen átlátszó kristályokhoz készült, kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkező tiszta AlN kerámia átlátszó kerámiaként használható elektronikus optikai eszközökhöz és magas hőmérsékletű infravörös ablakokhoz és egyenirányító hőálló bevonatához.