Kadangi integriniai grandynai tapo strategine nacionaline pramone, buvo ištirta ir sukurta daug puslaidininkinių medžiagų, o aliuminio nitridas neabejotinai yra viena perspektyviausių puslaidininkinių medžiagų.
Aliuminio nitrido veikimo charakteristikos
Aliuminio nitridas (AlN) pasižymi dideliu stiprumu, didele tūrine varža, aukšta izoliacijos įtampa, šiluminio plėtimosi koeficientu, gerai suderinama su siliciu ir kt. Jis naudojamas ne tik kaip pagalbinė sukepinimo medžiaga arba konstrukcinės keramikos armavimo fazė, bet ir keraminių elektroninių padėklų ir pakavimo medžiagų srityje, kuri pastaraisiais metais klesti ir savo našumu gerokai lenkia aliuminio oksido. Aliuminio nitrido keramika pasižymi puikiomis bendromis savybėmis, idealiai tinka puslaidininkiniams pagrindams ir struktūrinėms pakavimo medžiagoms ir turi didelį pritaikymo potencialą elektronikos pramonėje.
Aliuminio nitrido panaudojimas
1. Pjezoelektrinių įrenginių programos
Aliuminio nitridas turi didelę varžą, aukštą šilumos laidumą ir mažą plėtimosi koeficientą, panašų į silicį, kuris yra ideali medžiaga aukštos temperatūros ir didelės galios elektroniniams prietaisams.
2. Elektroninės pakavimo pagrindo medžiagos
Berilio oksidas, aliuminio oksidas, silicio nitridas ir aliuminio nitridas yra vienos iš labiausiai paplitusių medžiagų, naudojamų keraminiams pagrindams.
Tarp esamų keraminių medžiagų, kurias galima naudoti kaip pagrindo medžiagas, silicio nitrido keramika turi didžiausią atsparumą lenkimui, gerą atsparumą dilimui ir geriausias visapusiškas keraminių medžiagų mechanines savybes, o jų šiluminio plėtimosi koeficientas yra mažiausias. Aliuminio nitrido keramika turi aukštą šilumos laidumą, gerą atsparumą šiluminiam smūgiui ir vis dar turi geras mechanines savybes esant aukštai temperatūrai. Galima sakyti, kad eksploatacinių savybių požiūriu aliuminio nitridas ir silicio nitridas šiuo metu yra tinkamiausi naudoti kaip elektroninės pakuotės pagrindo medžiagas, tačiau jie turi ir bendrą problemą: jų kaina yra didelė.
3. Taikymas šviesą skleidžiančioms medžiagoms
Kalbant apie fotoelektrinės konversijos efektyvumą, aliuminio nitrido (AlN) tiesioginės juostos puslaidininkio juostos didžiausias plotis yra 6,2 eV, o tai yra didesnis nei netiesioginio juostos puslaidininkio. AlN, kaip svarbi mėlyną ir ultravioletinę šviesą skleidžianti medžiaga, naudojama ultravioletinių ir giluminių ultravioletinių spindulių dioduose, ultravioletinių lazerinių diodų, ultravioletinių spindulių detektoriuose ir kt. AlN ir III grupės nitridai, tokie kaip GaN ir InN, taip pat gali sudaryti ištisinę kietą medžiagą. tirpalas, o jo trijų ar keturių komponentų lydinio juostos tarpas gali būti nuolat reguliuojamas nuo matomos juostos iki gilios ultravioletinės juostos, todėl tai yra svarbi aukštos kokybės šviesą skleidžianti medžiaga.
4. Naudojimas ant pagrindo medžiagų
AlN kristalas yra idealus substratas GaN, AlGaN ir AlN epitaksinėms medžiagoms. Palyginti su safyro ar SiC substratais, AlN ir GaN turi geresnį terminį suderinamumą ir cheminį suderinamumą, o įtempis tarp substrato ir epitaksinio sluoksnio yra mažesnis. Todėl AlN kristalai kaip GaN epitaksiniai substratai gali žymiai sumažinti įrenginio defektų tankį ir pagerinti jo veikimą, o tai turi labai gerą taikymo perspektyvą ruošiant aukštos temperatūros, aukšto dažnio ir didelės galios elektroninius prietaisus. Be to, naudojant AlN kristalus kaip AlGaN epitaksinės medžiagos substratą su dideliu aliuminio (Al) komponentu, taip pat galima veiksmingai sumažinti nitrido epitaksinio sluoksnio defektų tankį ir žymiai pagerinti nitridinių puslaidininkinių įtaisų veikimą ir tarnavimo laiką. Remiantis AlGaN, sėkmingai pritaikytas aukštos kokybės dienos aklų detektorius.
5. Taikymas keramikai ir ugniai atsparioms medžiagoms
Aliuminio nitridas gali būti naudojamas struktūrinei keramikai sukepinti; Paruošta aliuminio nitrido keramika pasižymi ne tik geresnėmis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu lenkimui nei Al2O3 ir BeO keramika, bet ir didesniu kietumu bei atsparumu korozijai. Naudojant AlN keramikos atsparumą karščiui ir erozijai, iš jos galima gaminti tiglius, Al garinimo indus ir kitos aukštos temperatūros korozijai atsparios dalys. Be to, gryna AlN keramika bespalviams skaidriems kristalams, pasižyminti puikiomis optinėmis savybėmis, gali būti naudojama kaip skaidri keramika elektroniniams optiniams įrenginiams ir aukštos temperatūros infraraudonųjų spindulių langų bei lygintuvo karščiui atsparios dangos įrangai.
Dvipusiai poliruoti aliuminio nitrido AlN keraminiai substratai iš WINTRUSTEK
