Poiché i circuiti integrati sono diventati un'industria nazionale strategica, molti materiali semiconduttori sono stati ricercati e sviluppati e il nitruro di alluminio è senza dubbio uno dei materiali semiconduttori più promettenti.
Caratteristiche prestazionali del nitruro di alluminio
Il nitruro di alluminio (AlN) ha le caratteristiche di elevata resistenza, elevata resistività di volume, alta tensione di isolamento, coefficiente di dilatazione termica, buon abbinamento con il silicio, ecc. nel campo dei substrati elettronici ceramici e dei materiali di imballaggio, che negli ultimi anni ha avuto un boom e le sue prestazioni superano di gran lunga quelle di Alumina. Le ceramiche al nitruro di alluminio hanno prestazioni complessive eccellenti, sono ideali per substrati semiconduttori e materiali di imballaggio strutturali e hanno un potenziale applicativo significativo nell'industria elettronica.
Applicazione di nitruro di alluminio
1. Applicazioni di dispositivi piezoelettrici
Il nitruro di alluminio ha un'elevata resistività, un'elevata conducibilità termica e un basso coefficiente di espansione simile al silicio, che è il materiale ideale per dispositivi elettronici ad alta temperatura e ad alta potenza.
2. Materiali di supporto per imballaggi elettronici
L'ossido di berillio, l'allumina, il nitruro di silicio e il nitruro di alluminio sono alcuni dei materiali più comuni utilizzati per i substrati ceramici.
Tra i materiali ceramici esistenti che possono essere utilizzati come materiali di substrato, le ceramiche al nitruro di silicio hanno la massima resistenza alla flessione, buona resistenza all'usura e le migliori proprietà meccaniche complete dei materiali ceramici, mentre il loro coefficiente di dilatazione termica è il più piccolo. Le ceramiche al nitruro di alluminio hanno un'elevata conduttività termica, una buona resistenza agli shock termici e hanno ancora buone proprietà meccaniche alle alte temperature. Si può affermare che, dal punto di vista prestazionale, il Nitruro di Alluminio e il Nitruro di Silicio sono attualmente i più adatti all'utilizzo come materiali di supporto per imballaggi elettronici, ma hanno anche un problema comune: il loro prezzo è elevato.
3. Applicazione ai materiali emettitori di luce
In termini di efficienza di conversione fotoelettrica, il nitruro di alluminio (AlN) ha una larghezza massima della banda del semiconduttore bandgap diretto di 6,2 eV, che è superiore al semiconduttore bandgap indiretto. AlN, come importante materiale che emette luce blu e ultravioletta, viene utilizzato nei diodi emettitori di luce ultravioletta e ultravioletta profonda, diodi laser ultravioletti, rilevatori di ultravioletti, ecc. Anche i nitruri di AlN e III gruppo come GaN e InN possono formare un solido continuo soluzione, e il gap di banda della sua lega ternaria o quaternaria può essere regolato continuamente dalla banda visibile alla banda ultravioletta profonda, rendendolo un importante materiale di emissione di luce ad alte prestazioni.
4. Applicazione su materiali di supporto
Il cristallo AlN è il substrato ideale per i materiali epitassiali GaN, AlGaN e AlN. Rispetto ai substrati in zaffiro o SiC, AlN e GaN hanno una migliore corrispondenza termica e compatibilità chimica e lo stress tra il substrato e lo strato epitassiale è minore. Pertanto, i cristalli AlN come substrati epitassiali GaN possono ridurre significativamente la densità dei difetti nel dispositivo e migliorarne le prestazioni, il che ha ottime prospettive di applicazione nella preparazione di dispositivi elettronici ad alta temperatura, alta frequenza e alta potenza. Inoltre, l'utilizzo di cristalli AlN come substrato di materiale epitassiale AlGaN con componenti ad alto contenuto di alluminio (Al) può anche ridurre efficacemente la densità dei difetti nello strato epitassiale di nitruro e migliorare notevolmente le prestazioni e la durata dei dispositivi a semiconduttore di nitruro. Basato su AlGaN, è stato applicato con successo un rivelatore day blind di alta qualità.
5. Applicazione a ceramica e materiali refrattari
Il nitruro di alluminio può essere utilizzato nella sinterizzazione ceramica strutturale; le ceramiche al nitruro di alluminio preparate hanno non solo migliori proprietà meccaniche e resistenza alla flessione rispetto alle ceramiche Al2O3 e BeO, ma anche una maggiore durezza e resistenza alla corrosione. Utilizzando la resistenza al calore e all'erosione delle ceramiche AlN, possono essere utilizzate per realizzare crogioli, piatti di evaporazione Al e altre parti resistenti alla corrosione ad alta temperatura. Inoltre, la ceramica AlN pura per cristalli trasparenti incolori, con eccellenti proprietà ottiche, può essere utilizzata come ceramica trasparente per dispositivi ottici elettronici e apparecchiature per finestre a infrarossi ad alta temperatura e rivestimento resistente al calore del raddrizzatore.
Substrati ceramici AlN al nitruro di alluminio lucidato su entrambi i lati di WINTRUSTEK
