Интегралдық схемалар стратегиялық ұлттық өнеркәсіпке айналғандықтан, көптеген жартылай өткізгіш материалдар зерттелді және әзірленді, ал алюминий нитриді, сөзсіз, ең перспективалы жартылай өткізгіш материалдардың бірі болып табылады.

Алюминий нитридінің өнімділік сипаттамалары

Алюминий нитриді (AlN) жоғары беріктік, жоғары көлемдік кедергі, жоғары оқшаулау кернеуі, термиялық кеңею коэффициенті, кремниймен жақсы сәйкестік және т.б. сипаттамаларына ие. Ол құрылымдық керамика үшін агломерациялық көмекші немесе арматуралық фаза ретінде ғана емес, сонымен қатар қолданылады. керамикалық электронды субстраттар мен орау материалдары саласында соңғы жылдары қарқынды дамып келе жатқан және оның өнімділігі алюминий тотығынан әлдеқайда асып түседі. Алюминий нитриді керамикасының тамаша жалпы өнімділігі бар, жартылай өткізгіш субстраттар мен құрылымдық орау материалдары үшін өте қолайлы және электроника өнеркәсібінде қолданудың маңызды әлеуеті бар.

Алюминий нитридін қолдану

1. Пьезоэлектрлік құрылғы қолданбалары

Алюминий нитриді жоғары кедергіге, жоғары жылу өткізгіштікке және кремнийге ұқсас төмен кеңею коэффициентіне ие, ол жоғары температура мен жоғары қуатты электронды құрылғылар үшін тамаша материал болып табылады.

2. Электронды орауыш субстрат материалдары

Бериллий оксиді, алюминий тотығы, кремний нитриді және алюминий нитриді керамикалық субстраттар үшін қолданылатын ең көп таралған материалдардың бірі болып табылады.

Субстрат материалдары ретінде пайдалануға болатын қолданыстағы керамикалық материалдардың ішінде кремний нитриді керамика ең жоғары иілу беріктігіне, жақсы тозуға төзімділігіне және керамикалық материалдардың ең жақсы кешенді механикалық қасиеттеріне ие, ал олардың термиялық кеңею коэффициенті ең аз. Алюминий нитридті керамика жоғары жылу өткізгіштікке, жақсы термиялық соққыға төзімділікке ие және әлі де жоғары температурада жақсы механикалық қасиеттерге ие. Өнімділік тұрғысынан алғанда, алюминий нитриді мен кремний нитриді қазіргі уақытта электронды орауыш субстрат материалдары ретінде пайдалануға ең қолайлы деп айтуға болады, бірақ оларда ортақ мәселе бар: олардың бағасы жоғары.

3. Жарық шығаратын материалдарға қолдану

Фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі тұрғысынан алюминий нитриді (AlN) тікелей жолақты жартылай өткізгіш диапазонының максималды ені 6,2 эВ, бұл жанама жолақты жартылай өткізгіштен жоғары. AlN маңызды көк және ультракүлгін сәуле шығаратын материал ретінде ультракүлгін және терең ультракүлгін сәуле шығаратын диодтарда, ультракүлгін лазерлік диодтарда, ультракүлгін детекторларда және т.б. пайдаланылады. GaN және InN сияқты AlN және III топ нитридтері де үздіксіз қатты зат құра алады. ерітінді, және оның үштік немесе төрттік қорытпасының жолақ саңылауын көрінетін жолақтан терең ультракүлгін жолаққа дейін үздіксіз реттеуге болады, бұл оны маңызды жоғары өнімді жарық шығаратын материал етеді.

4. Субстрат материалдарына қолдану

AlN кристалы GaN, AlGaN және AlN эпитаксиалды материалдар үшін тамаша субстрат болып табылады. Сапфир немесе SiC субстраттарымен салыстырғанда, AlN және GaN жақсы термиялық сәйкестікке және химиялық үйлесімділікке ие, ал субстрат пен эпитаксиалды қабат арасындағы кернеу азырақ. Сондықтан, GaN эпитаксиалды субстраттары ретінде AlN кристалдары құрылғыдағы ақаулардың тығыздығын айтарлықтай төмендетеді және оның өнімділігін жақсартады, бұл жоғары температуралы, жоғары жиілікті және жоғары қуатты электронды құрылғыларды дайындауда қолданудың өте жақсы перспективасына ие. Сонымен қатар, AlN кристалдарын жоғары алюминий (Al) құрамдастары бар AlGaN эпитаксиалды материалдың субстраты ретінде пайдалану нитридті эпитаксиалды қабаттағы ақаулардың тығыздығын тиімді төмендетеді және нитридті жартылай өткізгіш құрылғылардың өнімділігі мен қызмет ету мерзімін айтарлықтай жақсартады. AlGaN негізінде жоғары сапалы күндізгі соқыр детектор сәтті қолданылды.

5. Керамика және отқа төзімді материалдарға қолдану

Алюминий нитриді құрылымдық керамикалық агломерацияда қолданылуы мүмкін; Дайындалған алюминий нитриді керамикасының Al2O3 және BeO керамикаларына қарағанда жақсы механикалық қасиеттері мен иілу беріктігі ғана емес, сонымен қатар жоғары қаттылық пен коррозияға төзімділігі бар. AlN керамикасының ыстыққа және эрозияға төзімділігін пайдалана отырып, олар тигельдерді, Al булану ыдыстарын және басқа жоғары температураға төзімді коррозияға төзімді бөлшектер. Сонымен қатар, тамаша оптикалық қасиеттері бар түссіз мөлдір кристалдарға арналған таза AlN керамикасы электронды оптикалық құрылғылар мен жоғары температуралы инфрақызыл терезелер мен түзеткіштің ыстыққа төзімді жабынына арналған жабдықтар үшін мөлдір керамика ретінде пайдаланылуы мүмкін.

WINTRUSTEK компаниясының екі жақты жылтыратылған алюминий нитриді AlN керамикалық субстраттары