Tā kā integrālās shēmas ir kļuvušas par stratēģisku valsts nozari, ir izpētīti un izstrādāti daudzi pusvadītāju materiāli, un alumīnija nitrīds neapšaubāmi ir viens no daudzsološākajiem pusvadītāju materiāliem.

Alumīnija nitrīda veiktspējas raksturlielumi

Alumīnija nitrīdam (AlN) piemīt augsta izturība, liela tilpuma pretestība, augsts izolācijas spriegums, termiskās izplešanās koeficients, laba saderība ar silīciju uc keramisko elektronisko substrātu un iepakojuma materiālu jomā, kas pēdējos gados ir uzplaukusi, un tā veiktspēja ievērojami pārsniedz alumīnija oksīda rādītājus. Alumīnija nitrīda keramikai ir lieliska vispārējā veiktspēja, tā ir ideāli piemērota pusvadītāju substrātiem un strukturālajiem iepakojuma materiāliem, un tai ir ievērojams pielietojuma potenciāls elektronikas nozarē.

Alumīnija nitrīda pielietojums

1. Pjezoelektrisko ierīču lietojumprogrammas

Alumīnija nitrīdam ir augsta pretestība, augsta siltumvadītspēja un zems izplešanās koeficients, kas līdzīgs silīcijam, kas ir ideāls materiāls augstas temperatūras un lieljaudas elektroniskām ierīcēm.

2. Elektroniskie iepakojuma substrāta materiāli

Berilija oksīds, alumīnija oksīds, silīcija nitrīds un alumīnija nitrīds ir daži no visizplatītākajiem materiāliem, ko izmanto keramikas pamatnēm.

Starp esošajiem keramikas materiāliem, ko var izmantot kā substrāta materiālus, silīcija nitrīda keramikai ir visaugstākā lieces izturība, laba nodilumizturība un vislabākās visaptverošās keramikas materiālu mehāniskās īpašības, savukārt to termiskās izplešanās koeficients ir vismazākais. Alumīnija nitrīda keramikai ir augsta siltumvadītspēja, laba termiskā triecienizturība, un tai joprojām ir labas mehāniskās īpašības augstās temperatūrās. Var teikt, ka no veiktspējas viedokļa alumīnija nitrīds un silīcija nitrīds šobrīd ir vispiemērotākie izmantošanai kā elektroniskā iepakojuma substrāta materiāli, taču tiem ir arī kopīga problēma: to cena ir augsta.

3. Pielietojums gaismu izstarojošiem materiāliem

Fotoelektriskās pārveidošanas efektivitātes ziņā alumīnija nitrīdam (AlN) ir tiešās joslas joslas pusvadītāju joslas maksimālais platums 6,2 eV, kas ir augstāks nekā netiešā joslas spraugas pusvadītāja joslas platums. AlN kā svarīgu zilo un ultravioleto gaismu izstarojošu materiālu izmanto ultravioletās un dziļās ultravioletās gaismas diodēs, ultravioletā lāzera diodēs, ultravioleto staru detektoros utt. AlN un III grupas nitrīdi, piemēram, GaN un InN, var arī veidot nepārtrauktu cietu vielu. risinājums, un tā trīskāršā vai ceturkšņa sakausējuma joslas atstarpi var nepārtraukti regulēt no redzamās joslas līdz dziļajai ultravioleto joslai, padarot to par svarīgu augstas veiktspējas gaismu izstarojošu materiālu.

4. Uzklāšana uz substrāta materiāliem

AlN kristāls ir ideāls substrāts GaN, AlGaN un AlN epitaksiālajiem materiāliem. Salīdzinot ar safīra vai SiC substrātiem, AlN un GaN ir labāka termiskā atbilstība un ķīmiskā savietojamība, un spriegums starp substrātu un epitaksiālo slāni ir mazāks. Tāpēc AlN kristāli kā GaN epitaksiālie substrāti var ievērojami samazināt ierīces defektu blīvumu un uzlabot tās veiktspēju, kam ir ļoti labas izredzes izmantot augstas temperatūras, augstfrekvences un lieljaudas elektronisko ierīču sagatavošanā. Turklāt, izmantojot AlN kristālus kā AlGaN epitaksiskā materiāla substrātu ar augstu alumīnija (Al) komponentiem, var arī efektīvi samazināt defektu blīvumu nitrīda epitaksiālajā slānī un ievērojami uzlabot nitrīda pusvadītāju ierīču veiktspēju un kalpošanas laiku. Pamatojoties uz AlGaN, ir veiksmīgi pielietots augstas kvalitātes dienas aklu detektors.

5. Pielietojums keramikai un ugunsizturīgiem materiāliem

Alumīnija nitrīdu var izmantot strukturālās keramikas saķepināšanai; sagatavotajai alumīnija nitrīda keramikai ir ne tikai labākas mehāniskās īpašības un lieces izturība nekā Al2O3 un BeO keramikai, bet arī lielāka cietība un izturība pret koroziju.Izmantojot AlN keramikas karstumizturību un erozijas izturību, no tās var izgatavot tīģeļus, Al iztvaicēšanas traukus un citas augstas temperatūras korozijizturīgas detaļas. Turklāt tīru AlN keramiku bezkrāsainiem caurspīdīgiem kristāliem ar izcilām optiskām īpašībām var izmantot kā caurspīdīgu keramiku elektroniskām optiskām ierīcēm un iekārtām augstas temperatūras infrasarkanajiem logiem un taisngriežu karstumizturīgajam pārklājumam.

Divpusēji pulēti alumīnija nitrīda AlN keramikas substrāti no WINTRUSTEK