Ndërsa qarqet e integruara janë bërë një industri strategjike kombëtare, shumë materiale gjysmëpërçuese janë hulumtuar dhe zhvilluar, dhe Nitridi i Aluminit është padyshim një nga materialet gjysmëpërçuese më premtuese.

Karakteristikat e performancës së nitridit të aluminit

Nitridi i aluminit (AlN) ka karakteristikat e rezistencës së lartë, rezistencës së lartë të vëllimit, tensionit të lartë të izolimit, koeficientit të zgjerimit termik, përputhjes së mirë me silikon, etj. Nuk përdoret vetëm si ndihmës për sinterim ose fazë përforcuese për qeramika strukturore, por përdoret gjithashtu. në fushën e nënshtresave elektronike qeramike dhe materialeve të paketimit, e cila ka pasur një lulëzim vitet e fundit dhe performanca e saj e kalon shumë atë të aluminit. Qeramikat e nitridit të aluminit kanë performancë të shkëlqyer të përgjithshme, janë ideale për nënshtresat gjysmëpërçuese dhe materialet strukturore të paketimit dhe kanë potencial të konsiderueshëm aplikimi në industrinë elektronike.

Aplikimi i nitridit të aluminit

1. Aplikacionet e pajisjes piezoelektrike

Nitridi i aluminit ka rezistencë të lartë, përçueshmëri të lartë termike dhe një koeficient të ulët zgjerimi të ngjashëm me silikonin, i cili është materiali ideal për pajisjet elektronike me temperaturë të lartë dhe fuqi të lartë.

2. Materialet e nënshtresës së paketimit elektronik

Oksidi i beriliumit, alumini, nitridi i silikonit dhe nitridi i aluminit janë disa nga materialet më të zakonshme që përdoren për nënshtresat qeramike.

Ndër materialet ekzistuese qeramike që mund të përdoren si materiale nënshtrese, qeramika e nitridit të silicit ka forcën më të lartë në përkulje, rezistencë të mirë ndaj konsumit dhe vetitë më të mira mekanike gjithëpërfshirëse të materialeve qeramike, ndërsa koeficienti i tyre i zgjerimit termik është më i vogli. Qeramikat e nitridit të aluminit kanë përçueshmëri të lartë termike, rezistencë të mirë ndaj goditjeve termike dhe ende kanë veti të mira mekanike në temperatura të larta. Mund të thuhet se, nga pikëpamja e performancës, nitridi i aluminit dhe nitridi i silikonit janë aktualisht më të përshtatshmet për t'u përdorur si materiale nënshtrese ambalazhi elektronik, por ato kanë edhe një problem të përbashkët: çmimi i tyre është i lartë.

3. Aplikimi për materialet që lëshojnë dritë

Për sa i përket efikasitetit të konvertimit fotoelektrik, nitridi i aluminit (AlN) ka një gjerësi maksimale të brezit gjysmëpërçues të hendekut të drejtpërdrejtë prej 6.2 eV, që është më i lartë se gjysmëpërçuesi indirekt i brezit. AlN, si një material i rëndësishëm që lëshon dritë blu dhe ultravjollcë, përdoret në diodat ultravjollcë dhe ultravjollcë të thella që lëshojnë dritë, diodat lazer ultravjollcë, detektorët ultravjollcë, etj. Nitridet e grupit AlN dhe III si GaN dhe InN mund të formojnë gjithashtu një solid të vazhdueshëm. zgjidhje, dhe hendeku i brezit të aliazhit të tij tresh ose kuaternar mund të rregullohet vazhdimisht nga brezi i dukshëm në brezin e thellë ultravjollcë, duke e bërë atë një material të rëndësishëm që lëshon dritë me performancë të lartë.

4. Aplikimi në materialet e nënshtresës

Kristali AlN është substrati ideal për materialet epitaksiale GaN, AlGaN dhe AlN. Krahasuar me nënshtresat e safirit ose SiC, AlN dhe GaN kanë përputhje më të mirë termike dhe përputhshmëri kimike, dhe stresi midis nënshtresës dhe shtresës epitaksiale është më i vogël. Prandaj, kristalet AlN si nënshtresa epitaksiale GaN mund të reduktojnë ndjeshëm densitetin e defektit në pajisje dhe të përmirësojnë performancën e saj, gjë që ka një perspektivë shumë të mirë aplikimi në përgatitjen e pajisjeve elektronike me temperaturë të lartë, me frekuencë të lartë dhe me fuqi të lartë. Përveç kësaj, përdorimi i kristaleve AlN si një substrat i materialit epitaksial AlGaN me përbërës të lartë alumini (Al) gjithashtu mund të zvogëlojë në mënyrë efektive densitetin e defektit në shtresën epitaksiale të nitridit dhe të përmirësojë shumë performancën dhe jetëgjatësinë e pajisjeve gjysmëpërçuese nitride. Bazuar në AlGaN, është aplikuar me sukses një detektor dite verbër me cilësi të lartë.

5. Aplikimi në qeramikë dhe materiale zjarrduruese

Nitridi i aluminit mund të përdoret në sinterimin strukturor të qeramikës; Qeramikat e përgatitura me nitrid alumini kanë jo vetëm veti më të mira mekanike dhe forcë në përkulje se qeramika Al2O3 dhe BeO, por gjithashtu fortësi dhe rezistencë më të lartë ndaj korrozionit. Duke përdorur rezistencën ndaj nxehtësisë dhe erozionit të qeramikës AlN, ato mund të përdoren për të bërë kavanoza, enët avulluese Al, dhe pjesë të tjera rezistente ndaj korrozionit në temperaturë të lartë. Përveç kësaj, qeramika e pastër AlN për kristale transparente pa ngjyrë, me veti të shkëlqyera optike, mund të përdoret si qeramikë transparente për pajisje dhe pajisje optike elektronike për dritare me temperaturë të lartë me rreze infra të kuqe dhe veshje ndreqëse rezistente ndaj nxehtësisë.

Nënshtresa qeramike e lëmuar me nitride alumini të dyfishta AlN nga WINTRUSTEK