Aangezien geïntegreerde schakelingen een strategische nationale industrie zijn geworden, zijn veel halfgeleidermaterialen onderzocht en ontwikkeld, en aluminiumnitride is ongetwijfeld een van de meest veelbelovende halfgeleidermaterialen.
Prestatiekenmerken van aluminiumnitride
Aluminiumnitride (AlN) heeft de kenmerken van hoge sterkte, hoge volumeweerstand, hoge isolatiespanning, thermische uitzettingscoëfficiënt, goede afstemming met silicium, enz. Het wordt niet alleen gebruikt als sinterhulpmiddel of versterkende fase voor structurele keramiek, maar ook gebruikt op het gebied van keramische elektronische substraten en verpakkingsmaterialen, dat de afgelopen jaren een hoge vlucht heeft genomen, en zijn prestaties overtreffen die van Alumina ver. Aluminiumnitride-keramiek heeft uitstekende algehele prestaties, is ideaal voor halfgeleidersubstraten en structurele verpakkingsmaterialen en heeft een aanzienlijk toepassingspotentieel in de elektronica-industrie.
Toepassing van aluminiumnitride
1. Toepassingen van piëzo-elektrische apparaten
Aluminiumnitride heeft een hoge soortelijke weerstand, een hoge thermische geleidbaarheid en een lage uitzettingscoëfficiënt vergelijkbaar met silicium, wat het ideale materiaal is voor elektronische apparaten met hoge temperaturen en hoge vermogens.
2. Substraatmaterialen voor elektronische verpakkingen
Berylliumoxide, aluminiumoxide, siliciumnitride en aluminiumnitride zijn enkele van de meest gebruikte materialen voor keramische substraten.
Van de bestaande keramische materialen die kunnen worden gebruikt als substraatmaterialen, heeft Siliciumnitride-keramiek de hoogste buigsterkte, goede slijtvastheid en de beste uitgebreide mechanische eigenschappen van keramische materialen, terwijl hun thermische uitzettingscoëfficiënt het kleinst is. Aluminiumnitride-keramiek heeft een hoge thermische geleidbaarheid, goede thermische schokbestendigheid en heeft nog steeds goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen. Men kan zeggen dat aluminiumnitride en siliciumnitride, vanuit het oogpunt van prestaties, momenteel het meest geschikt zijn voor gebruik als substraatmaterialen voor elektronische verpakkingen, maar ze hebben ook een gemeenschappelijk probleem: hun prijs is hoog.
3. Toepassing op lichtgevende materialen
In termen van foto-elektrische conversie-efficiëntie heeft aluminiumnitride (AlN) een directe bandgap-halfgeleiderband met een maximale breedte van 6,2 eV, wat hoger is dan de indirecte bandgap-halfgeleider. AlN, als een belangrijk blauw en ultraviolet lichtgevend materiaal, wordt gebruikt in ultraviolette en diep ultraviolette lichtgevende diodes, ultraviolette laserdiodes, ultraviolette detectoren, enz. AlN en III-groep nitriden zoals GaN en InN kunnen ook een continue vaste stof vormen oplossing, en de bandafstand van zijn ternaire of quaternaire legering kan continu worden aangepast van de zichtbare band tot de diepe ultraviolette band, waardoor het een belangrijk hoogwaardig lichtgevend materiaal is.
4. Aanbrengen op ondergrondmaterialen
AlN-kristal is het ideale substraat voor GaN-, AlGaN- en AlN-epitaxiale materialen. In vergelijking met saffier- of SiC-substraten hebben AlN en GaN een betere thermische afstemming en chemische compatibiliteit, en is de spanning tussen het substraat en de epitaxiale laag kleiner. Daarom kunnen AlN-kristallen als GaN-epitaxiale substraten de defectdichtheid in het apparaat aanzienlijk verminderen en de prestaties ervan verbeteren, wat een zeer goed vooruitzicht heeft op toepassing bij de voorbereiding van elektronische apparaten met hoge temperatuur, hoge frequentie en hoog vermogen. Bovendien kan het gebruik van AlN-kristallen als een AlGaN-substraat van epitaxiaal materiaal met componenten met een hoog aluminiumgehalte (Al) ook effectief de defectdichtheid in de nitride-epitaxiale laag verminderen en de prestaties en levensduur van nitride-halfgeleiderapparaten aanzienlijk verbeteren. Op basis van AlGaN is met succes een hoogwaardige dagblinddetector toegepast.
5. Toepassing op keramiek en vuurvaste materialen
Aluminiumnitride kan worden gebruikt bij structureel keramieksinteren; geprepareerd aluminiumnitridekeramiek heeft niet alleen betere mechanische eigenschappen en buigsterkte dan Al2O3- en BeO-keramiek, maar ook een hogere hardheid en corrosieweerstand. Door de hitte- en erosieweerstand van AlN-keramiek kunnen ze worden gebruikt om smeltkroezen, Al-verdampingsschalen en andere corrosiebestendige onderdelen op hoge temperatuur. Bovendien kan puur AlN-keramiek voor kleurloze transparante kristallen, met uitstekende optische eigenschappen, worden gebruikt als transparant keramiek voor elektronische optische apparaten en apparatuur voor infraroodvensters op hoge temperatuur en hittebestendige gelijkrichtercoating.
Dubbelzijdig gepolijste aluminiumnitride AlN keramische substraten van WINTRUSTEK
