Como os circuitos integrados se tornaram uma indústria nacional estratégica, muitos materiais semicondutores foram pesquisados e desenvolvidos, e o Nitreto de Alumínio é, sem dúvida, um dos materiais semicondutores mais promissores.

Características de Desempenho do Nitreto de Alumínio

Nitreto de alumínio (AlN) tem as características de alta resistência, resistividade de alto volume, alta tensão de isolamento, coeficiente de expansão térmica, boa combinação com silício, etc. Não é usado apenas como auxiliar de sinterização ou fase de reforço para cerâmica estrutural, mas também usado na área de substratos eletrônicos cerâmicos e materiais de embalagem, que vem crescendo nos últimos anos, e seu desempenho supera em muito o da Alumina. As cerâmicas de nitreto de alumínio têm excelente desempenho geral, são ideais para substratos semicondutores e materiais de embalagem estrutural e têm potencial de aplicação significativo na indústria eletrônica.

Aplicação de Nitreto de Alumínio

1. Aplicações de dispositivos piezoelétricos

O Nitreto de Alumínio possui alta resistividade, alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão semelhante ao silício, que é o material ideal para dispositivos eletrônicos de alta temperatura e alta potência.

2. Materiais de substrato de embalagem eletrônica

Óxido de Berílio, Alumina, Nitreto de Silício e Nitreto de Alumínio são alguns dos materiais mais comuns usados para substratos cerâmicos.

Entre os materiais cerâmicos existentes que podem ser usados como materiais de substrato, a cerâmica de nitreto de silício tem a maior resistência à flexão, boa resistência ao desgaste e as melhores propriedades mecânicas abrangentes dos materiais cerâmicos, enquanto seu coeficiente de expansão térmica é o menor. A cerâmica de nitreto de alumínio possui alta condutividade térmica, boa resistência ao choque térmico e ainda possui boas propriedades mecânicas em altas temperaturas. Pode-se dizer que, do ponto de vista do desempenho, o Nitreto de Alumínio e o Nitreto de Silício são atualmente os mais adequados para uso como materiais de substrato de embalagens eletrônicas, mas também apresentam um problema em comum: seu preço é alto.

3. Aplicação a materiais emissores de luz

Em termos de eficiência de conversão fotoelétrica, o nitreto de alumínio (AlN) tem uma largura máxima de banda semicondutora de bandgap direto de 6,2 eV, que é maior do que o semicondutor de bandgap indireto. AlN, como um importante material emissor de luz azul e ultravioleta, é usado em diodos emissores de luz ultravioleta e ultravioleta profundo, diodos laser ultravioleta, detectores ultravioleta, etc. AlN e nitretos do grupo III como GaN e InN também podem formar um sólido contínuo solução, e o intervalo de banda de sua liga ternária ou quaternária pode ser ajustado continuamente da banda visível para a banda ultravioleta profunda, tornando-o um importante material emissor de luz de alto desempenho.

4. Aplicação em materiais de substrato

O cristal de AlN é o substrato ideal para materiais epitaxiais de GaN, AlGaN e AlN. Em comparação com substratos de safira ou SiC, AlN e GaN têm melhor correspondência térmica e compatibilidade química, e o estresse entre o substrato e a camada epitaxial é menor. Portanto, os cristais de AlN como substratos epitaxiais de GaN podem reduzir significativamente a densidade de defeitos no dispositivo e melhorar seu desempenho, o que tem uma perspectiva muito boa de aplicação na preparação de dispositivos eletrônicos de alta temperatura, alta frequência e alta potência. Além disso, o uso de cristais AlN como substrato de material epitaxial AlGaN com componentes de alto teor de alumínio (Al) também pode reduzir efetivamente a densidade de defeitos na camada epitaxial de nitreto e melhorar muito o desempenho e a vida útil dos dispositivos semicondutores de nitreto. Baseado em AlGaN, um detector diurno de alta qualidade foi aplicado com sucesso.

5. Aplicação em materiais cerâmicos e refratários

O Nitreto de Alumínio pode ser usado na sinterização de cerâmica estrutural; As cerâmicas preparadas de nitreto de alumínio têm não apenas melhores propriedades mecânicas e resistência à flexão do que as cerâmicas Al2O3 e BeO, mas também maior dureza e resistência à corrosão. outras peças resistentes à corrosão de alta temperatura. Além disso, a cerâmica AlN pura para cristais transparentes incolores, com excelentes propriedades ópticas, pode ser usada como cerâmica transparente para dispositivos ópticos eletrônicos e equipamentos para janelas infravermelhas de alta temperatura e revestimento resistente ao calor do retificador.

Substratos cerâmicos AlN de nitreto de alumínio polido de lado duplo da WINTRUSTEK