Поскольку интегральные схемы стали стратегической национальной отраслью, были исследованы и разработаны многие полупроводниковые материалы, и нитрид алюминия, несомненно, является одним из наиболее перспективных полупроводниковых материалов.

Эксплуатационные характеристики нитрида алюминия

Нитрид алюминия (AlN) обладает такими характеристиками, как высокая прочность, высокое объемное сопротивление, высокое напряжение изоляции, коэффициент теплового расширения, хорошее сочетание с кремнием и т. д. Он используется не только в качестве добавки для спекания или армирующей фазы для конструкционной керамики, но также в области керамических электронных подложек и упаковочных материалов, которая в последние годы переживает бум, и ее производительность намного превышает производительность глинозема. Керамика из нитрида алюминия обладает превосходными общими характеристиками, идеально подходит для полупроводниковых подложек и конструкционных упаковочных материалов, а также имеет значительный потенциал применения в электронной промышленности.

Применение нитрида алюминия

1. Применение пьезоэлектрических устройств

Нитрид алюминия обладает высоким удельным сопротивлением, высокой теплопроводностью и низким коэффициентом расширения, подобным кремнию, который является идеальным материалом для высокотемпературных и мощных электронных устройств.

2. Материалы подложки для электронной упаковки

Оксид бериллия, оксид алюминия, нитрид кремния и нитрид алюминия являются одними из наиболее распространенных материалов, используемых для керамических подложек.

Среди существующих керамических материалов, которые могут быть использованы в качестве материалов подложки, керамика из нитрида кремния обладает самой высокой прочностью на изгиб, хорошей износостойкостью и лучшими комплексными механическими свойствами керамических материалов, при этом их коэффициент теплового расширения является самым низким. Керамика из нитрида алюминия обладает высокой теплопроводностью, хорошей стойкостью к тепловому удару и по-прежнему имеет хорошие механические свойства при высоких температурах. Можно сказать, что с точки зрения производительности нитрид алюминия и нитрид кремния в настоящее время являются наиболее подходящими для использования в качестве материалов подложки для электронных упаковочных материалов, но у них также есть общая проблема: их цена высока.

3. Применение к светоизлучающим материалам

Что касается эффективности фотоэлектрического преобразования, нитрид алюминия (AlN) имеет максимальную ширину зоны полупроводника с прямой запрещенной зоной 6,2 эВ, что выше, чем у полупроводника с непрямой запрещенной зоной. AlN, как важный материал, излучающий синий и ультрафиолетовый свет, используется в ультрафиолетовых и глубоких ультрафиолетовых светоизлучающих диодах, ультрафиолетовых лазерных диодах, ультрафиолетовых детекторах и т. д. AlN и нитриды III группы, такие как GaN и InN, также могут образовывать сплошное твердое вещество. раствор, а ширина запрещенной зоны его тройного или четверного сплава может непрерывно регулироваться от видимой полосы до глубокой ультрафиолетовой полосы, что делает его важным светоизлучающим материалом с высокими характеристиками.

4. Нанесение на материалы подложки

Кристалл AlN является идеальной подложкой для эпитаксиальных материалов GaN, AlGaN и AlN. По сравнению с подложками из сапфира или карбида кремния, AlN и GaN имеют лучшее термическое согласование и химическую совместимость, а напряжение между подложкой и эпитаксиальным слоем меньше. Таким образом, кристаллы AlN в качестве эпитаксиальных подложек GaN позволяют значительно снизить плотность дефектов в устройстве и улучшить его характеристики, что имеет очень хорошие перспективы применения при изготовлении высокотемпературных, высокочастотных и мощных электронных устройств. Кроме того, использование кристаллов AlN в качестве подложки из эпитаксиального материала AlGaN с высоким содержанием компонентов алюминия (Al) также может эффективно снизить плотность дефектов в эпитаксиальном слое нитрида и значительно улучшить характеристики и срок службы нитридных полупроводниковых устройств. На основе AlGaN был успешно применен высококачественный дневной слепой детектор.

5. Применение в керамике и огнеупорных материалах.

Нитрид алюминия можно использовать при спекании конструкционной керамики; приготовленная керамика из нитрида алюминия обладает не только лучшими механическими свойствами и прочностью на изгиб, чем керамика Al2O3 и BeO, но также более высокой твердостью и коррозионной стойкостью. Используя теплостойкость и эрозионную стойкость керамики AlN, их можно использовать для изготовления тиглей, чашек для выпаривания алюминия и другие детали, устойчивые к высокотемпературной коррозии. Кроме того, чистая керамика AlN для получения бесцветных прозрачных кристаллов с отличными оптическими свойствами может быть использована в качестве прозрачной керамики для электронных оптических приборов и оборудования для высокотемпературных инфракрасных окон и термостойких покрытий выпрямителей.

Двойные стороны отполировали субстраты AlN нитрида алюминия керамические от WINTRUSTEK