Pe măsură ce circuitele integrate au devenit o industrie națională strategică, multe materiale semiconductoare au fost cercetate și dezvoltate, iar nitrura de aluminiu este, fără îndoială, unul dintre cele mai promițătoare materiale semiconductoare.
Caracteristici de performanță ale nitrurii de aluminiu
Nitrura de aluminiu (AlN) are caracteristicile de rezistență ridicată, rezistivitate de volum mare, tensiune de izolație ridicată, coeficient de dilatare termică, potrivire bună cu siliciul etc. Nu este folosită doar ca ajutor de sinterizare sau fază de armare pentru ceramica structurală, ci și utilizată. în domeniul substraturilor electronice ceramice și al materialelor de ambalare, care este în plină expansiune în ultimii ani, iar performanța sa o depășește cu mult pe cea a Aluminei. Ceramica cu nitrură de aluminiu are performanțe generale excelente, sunt ideale pentru substraturi semiconductoare și materiale de ambalare structurală și au un potențial semnificativ de aplicare în industria electronică.
Aplicarea nitrurii de aluminiu
1. Aplicații pentru dispozitive piezoelectrice
Nitrura de aluminiu are rezistivitate ridicată, conductivitate termică ridicată și un coeficient scăzut de dilatare similar cu siliciul, care este materialul ideal pentru dispozitivele electronice de înaltă temperatură și putere mare.
2. Materiale suport pentru ambalaje electronice
Oxidul de beriliu, alumina, nitrura de siliciu și nitrura de aluminiu sunt unele dintre cele mai comune materiale utilizate pentru substraturile ceramice.
Dintre materialele ceramice existente care pot fi utilizate ca materiale de substrat, ceramica cu nitrură de siliciu are cea mai mare rezistență la încovoiere, o bună rezistență la uzură și cele mai bune proprietăți mecanice cuprinzătoare ale materialelor ceramice, în timp ce coeficientul lor de dilatare termică este cel mai mic. Ceramica cu nitrură de aluminiu are o conductivitate termică ridicată, o rezistență bună la șocuri termice și au încă proprietăți mecanice bune la temperaturi ridicate. Se poate spune că, din punct de vedere al performanței, Nitrura de Aluminiu și Nitrura de Siliciu sunt în prezent cele mai potrivite pentru a fi utilizate ca materiale suport pentru ambalaje electronice, dar au și o problemă comună: prețul lor este mare.
3. Aplicare la materiale emițătoare de lumină
În ceea ce privește eficiența conversiei fotoelectrice, nitrura de aluminiu (AlN) are o lățime maximă a benzii de semiconductor direct bandgap de 6,2 eV, care este mai mare decât semiconductorul bandgap indirect. AlN, ca material important emițător de lumină albastră și ultravioletă, este utilizat în diodele emițătoare de lumină ultravioletă și ultravioletă profundă, diode laser ultraviolete, detectoare de ultraviolete etc. soluție, iar intervalul de bandă al aliajului său ternar sau cuaternar poate fi ajustat continuu de la banda vizibilă la banda ultravioletă profundă, făcându-l un material important emițător de lumină de înaltă performanță.
4. Aplicare pe materialele suport
Cristalul AlN este substratul ideal pentru materialele epitaxiale GaN, AlGaN și AlN. În comparație cu substraturile de safir sau SiC, AlN și GaN au o potrivire termică și compatibilitate chimică mai bune, iar stresul dintre substrat și stratul epitaxial este mai mic. Prin urmare, cristalele de AlN ca substraturi epitaxiale GaN pot reduce semnificativ densitatea defectelor în dispozitiv și pot îmbunătăți performanța acestuia, ceea ce are o perspectivă foarte bună de aplicare în pregătirea dispozitivelor electronice de înaltă temperatură, frecvență înaltă și putere mare. În plus, utilizarea cristalelor de AlN ca substrat de material epitaxial AlGaN cu componente ridicate din aluminiu (Al) poate reduce, de asemenea, eficient densitatea defectelor în stratul epitaxial de nitrură și poate îmbunătăți considerabil performanța și durata de viață a dispozitivelor semiconductoare cu nitrură. Pe baza AlGaN, a fost aplicat cu succes un detector de jaluzele de înaltă calitate.
5. Aplicare la ceramică și materiale refractare
Nitrura de aluminiu poate fi utilizată în sinterizarea ceramică structurală; Ceramica cu nitrură de aluminiu pregătită are nu numai proprietăți mecanice și rezistență la încovoiere mai bune decât ceramica Al2O3 și BeO, dar și duritate și rezistență la coroziune mai ridicate. Folosind rezistența la căldură și eroziune a ceramicii AlN, acestea pot fi utilizate pentru a face creuzete, vase de evaporare de Al și alte piese rezistente la coroziune la temperaturi înalte. În plus, ceramica pură AlN pentru cristale transparente incolore, cu proprietăți optice excelente, poate fi utilizată ca ceramică transparentă pentru dispozitive optice electronice și echipamente pentru ferestre cu infraroșu la temperatură înaltă și acoperire rezistentă la căldură a redresorului.
Fețe duble, nitrură de aluminiu lustruită, substraturi ceramice AlN de la WINTRUSTEK
