Оскільки інтегральні схеми стали стратегічною національною галуззю, було досліджено та розроблено багато напівпровідникових матеріалів, а нітрид алюмінію, безсумнівно, є одним із найперспективніших напівпровідникових матеріалів.
Експлуатаційні характеристики нітриду алюмінію
Нітрид алюмінію (AlN) має такі характеристики, як висока міцність, високий питомий об’ємний опір, висока напруга ізоляції, коефіцієнт теплового розширення, добре збігається з кремнієм тощо. Він використовується не лише як допоміжний засіб для спікання або армуюча фаза для конструкційної кераміки, але також використовується у галузі керамічних електронних підкладок і пакувальних матеріалів, яка процвітає в останні роки, і її продуктивність значно перевищує продуктивність глинозему. Кераміка з нітриду алюмінію має відмінні загальні характеристики, ідеально підходить для напівпровідникових підкладок і структурних пакувальних матеріалів і має значний потенціал застосування в електронній промисловості.
Застосування нітриду алюмінію
1. Застосування п’єзоелектричних пристроїв
Нітрид алюмінію має високий питомий опір, високу теплопровідність і низький коефіцієнт розширення, подібний до кремнію, який є ідеальним матеріалом для високотемпературних і потужних електронних пристроїв.
2. Матеріали підкладки для електронної упаковки
Оксид берилію, оксид алюмінію, нітрид кремнію та нітрид алюмінію є одними з найпоширеніших матеріалів, які використовуються для керамічних підкладок.
Серед існуючих керамічних матеріалів, які можна використовувати як матеріали підкладки, кераміка з нітриду кремнію має найвищу міцність на вигин, хорошу зносостійкість і найкращі комплексні механічні властивості керамічних матеріалів, тоді як їх коефіцієнт теплового розширення є найменшим. Кераміка з нітриду алюмінію має високу теплопровідність, хорошу стійкість до термічного удару та все ще має хороші механічні властивості при високих температурах. Можна сказати, що з точки зору продуктивності нітрид алюмінію та нітрид кремнію на даний момент є найбільш придатними для використання в якості матеріалів підкладки електронної упаковки, але вони також мають спільну проблему: їхня ціна висока.
3. Застосування до світловипромінюючих матеріалів
З точки зору ефективності фотоелектричного перетворення, нітрид алюмінію (AlN) має максимальну ширину смуги напівпровідника з прямою забороненою зоною 6,2 еВ, що більше, ніж у напівпровідника з непрямою забороненою зоною. AlN, як важливий синій і ультрафіолетовий світловипромінюючий матеріал, використовується в ультрафіолетових і глибоких ультрафіолетових світлодіодах, ультрафіолетових лазерних діодах, ультрафіолетових детекторах тощо. AlN і нітриди III групи, такі як GaN і InN, також можуть утворювати суцільну тверду речовину. розчину, а ширину забороненої зони його потрійного або четвертинного сплаву можна безперервно регулювати від видимої смуги до глибокої ультрафіолетової смуги, що робить його важливим високоефективним світловипромінюючим матеріалом.
4. Нанесення на матеріали підкладки
Кристал AlN є ідеальною підкладкою для епітаксійних матеріалів GaN, AlGaN і AlN. Порівняно з підкладками з сапфіру або SiC, AlN і GaN мають кращу термічну відповідність і хімічну сумісність, а напруга між підкладкою та епітаксійним шаром менша. Таким чином, кристали AlN як епітаксіальні підкладки GaN можуть значно знизити щільність дефектів у пристрої та підвищити його продуктивність, що має дуже хороші перспективи застосування при виготовленні високотемпературних, високочастотних та потужних електронних пристроїв. Крім того, використання кристалів AlN як підкладки епітаксійного матеріалу AlGaN з компонентами з високим вмістом алюмінію (Al) може також ефективно зменшити щільність дефектів у нітридному епітаксіальному шарі та значно покращити продуктивність і термін служби нітридних напівпровідникових пристроїв. На основі AlGaN успішно застосовано високоякісний детектор денного сліпого екрану.
5. Застосування до кераміки та вогнетривких матеріалів
Нітрид алюмінію можна використовувати в конструкційному керамічному спіканні; Готова кераміка з нітриду алюмінію має не тільки кращі механічні властивості та міцність на вигин, ніж кераміка Al2O3 і BeO, але також вищу твердість і стійкість до корозії. Завдяки термостійкості та стійкості до ерозії кераміки AlN її можна використовувати для виготовлення тиглів, посуду для випарювання алюмінію та інші деталі, стійкі до високотемпературної корозії. Крім того, чисту кераміку AlN для безбарвних прозорих кристалів з відмінними оптичними властивостями можна використовувати як прозору кераміку для електронних оптичних пристроїв і обладнання для високотемпературних інфрачервоних вікон і термостійкого покриття випрямляча.
Двосторонні поліровані керамічні підкладки з нітриду алюмінію AlN від WINTRUSTEK
