Нитрид алюминия для полупроводниковой промышленности
Нитрид алюминия (AlN) с высокой прочностью, высокое объемное сопротивление, высокое напряжение изоляции, коэффициент теплового расширения, и кремний хорошо сочетаются, и Т. Д., используется не только в качестве добавок для спекания конструкционной керамики или армирующей фазы, особенно в области керамических электронных подложек и герметизирующих материалов в последние годы, его производительность намного выше, чем у оксида алюминия.
Нитрид алюминия в области электроники и электроэнергетики., локомотивы, авиация и аэрокосмическая промышленность, национальная оборона и военная промышленность, коммуникации и многие промышленные области имеют широкие перспективы применения и широкий спектр потенциальных рынков.. Высококлассные приложения стали популярными с разработкой кристаллических материалов из нитрида алюминия.. Из их, Применение нитрида алюминия в области полупроводников привлекает большое внимание..
Нитрид алюминия для полупроводниковой промышленности
Эксплуатационные характеристики материалов из нитрида алюминия
Нитрид алюминия (AlN) представляет собой ковалентно связанное соединение с гексагональной фибриллированной структурой цинкита и параметром решетки a = 3.114 и с = 4.986. Чистый нитрид алюминия имеет голубовато-белый цвет., а нитрид алюминия в нормальном состоянии ведет себя обычно серого или грязно-белого цвета.. Как материал с большим потенциалом, нитрид алюминия обладает эти характеристики производительности:
① Термические свойства
Теоретическая теплопроводность AlN составляет 320 Вт/м-К., а теплопроводность фактически приготовленного поликристаллического AlN обычно составляет 100 ~ 260 Вт/м-К.. Теплопроводность при комнатной температуре в 10–15 раз выше, чем у Al2O3., что близко к BeO (теоретическая теплопроводность составляет 350 Вт/м-К.), а теплопроводность лучше, чем у оксида бериллия при температуре выше 200°C.. В диапазоне 25~400°C, чистый AIN имеет коэффициент теплового расширения 4,4×10-6К-1., который похож на кремний (3.4×10-6К-1).
② Электрические свойства
Электроотрицательность чистого АИН при комнатной температуре превышает 1014 Ом-см., какой хороший изоляционный материал; диэлектрическая проницаемость составляет около 8.0 (1МГц), что сравнимо с Al2O3; диэлектрические потери 10-4 (1МГц), и изоляционное выдерживаемое напряжение составляет 14 кВ-мм-1., и имеет высокий коэффициент электромеханической связи (0.8%), пьезоэлектричество и проотрицательность.
③ Механические свойства
Они могут работать как с контроллером, так и без него., плотная керамика AIN твердость по Виккерсу 12ГПа, Твердость по шкале Мооса 7 ~ 8, Модуль Юнга 308ГПа., прочность на изгиб до 350МПа, прочность с повышением температуры и спад происходит относительно медленно, 1300 ℃ высокотемпературная прочность, чем прочность при комнатной температуре около 20% ниже, при горячем прессовании Si3N4, Al2O3 обычно для уменьшения 50%.
④ Химические свойства
AIN обладает превосходной стойкостью к высокотемпературной коррозии., не пропитан алюминием, медь, серебро, привести, никель и многие другие металлы, но также и в некоторых расплавленных солях, таких как арсенид галлия в расплавленной соли стабильности существования AIN; AIN обладает сильной гигроскопичностью., и очень легко вступает в реакцию с водяным паром в воздухе.; в воздухе, начальное окисление температуры AIN 700 ~ 800 ℃. При атмосферном давлении, АЙН не плавится, но подвергается термическому разложению при 2260-2500 ℃..
Применение нитрида алюминия в области полупроводников.
① Материалы-основы и упаковочные материалы
С бурным развитием микроэлектроники и полупроводниковых технологий, современные силовые полупроводниковые устройства должны иметь как высокое напряжение, так и, высокий ток, высокая удельная мощность, небольшой размер и другие характеристики, Плотность теплового потока электронной подложки резко возросла, поддержание стабильной операционной среды внутри устройства стало ключевой проблемой технических проблем. По этой причине, материалы подложек в силовых интегральных схемах должны обладать как хорошей механической надежностью, так и высокой теплопроводностью..
Нитрид алюминия для полупроводниковой промышленности
В настоящий момент, Материалы подложки упаковки в основном используются в глиноземной керамике или полимерных материалах., но с учетом все более жестких требований к несущей подложке электронных деталей, их теплопроводность не отвечает потребностям промышленности, и AlN-керамика считается новым поколением теплоотводящей подложки и идеально подходит для герметизации электронных устройств благодаря своей высокой теплопроводности., коэффициент теплового расширения близок к характеристикам кремния, высокая механическая прочность, Химическая стабильность и защита окружающей среды, нетоксичность. Материал.
По сравнению с керамической подложкой Al2O3 и керамической подложкой Si3N4., Керамическая подложка AlN имеет следующие преимущества:: использование керамической подложки AlN в качестве носителя для чипа, чип можно отделить от подложки теплоотвода модуля, середина подложки из керамического слоя AlN может эффективно улучшить изоляционную способность модуля. (напряжение изоляции керамического слоя > 2.5КВ), и керамическая подложка из нитрида алюминия имеет хорошую теплопроводность., теплопроводность Кроме того, Коэффициент расширения керамической подложки AlN аналогичен кремнию., не вызовет стрессового повреждения чипа, устойчивость к отслаиванию керамической подложки из нитрида алюминия> 20Н/мм2, имеет отличные механические свойства, устойчивость к коррозии, не легко деформируется, можно использовать в широком диапазоне температур.
② Обработка пластин электростатическими присосками
Современный процесс производства полупроводников при обработке пластин с рядом процедур., пластины необходимо передавать туда и обратно между сотнями технологического оборудования, поэтому необходимо устройство для зажима пластин. Электростатические присоски можно фиксировать на пластине путем электростатической адсорбции., сила адсорбции равномерна и стабильна, пластина не деформируется и не деформируется, что обеспечивает точность и чистоту обработки пластины.. В настоящий момент, Обычная технология электростатических присосок в основном основана на керамике из глинозема или керамике из нитрида алюминия в качестве основного материала.. Для обычной обработки кремниевых пластин, оксид алюминия высокой чистоты или сапфир могут соответствовать требованиям, но если использовать при обработке пластин карбида кремния, теплопроводность недостаточна, необходимо использовать нитрид алюминия для удовлетворения требований.
Нитрид алюминия для полупроводниковой промышленности
Преимущества керамических электростатических присосок из нитрида алюминия:: может контролировать свое объемное сопротивление, получить широкий диапазон температур и полную адсорбцию, Электростатические присоски могут быть благодаря высокой степени свободы конструкции нагревателя, позволяющей добиться хорошей однородности температуры.; нитрид алюминия посредством цельного типа совместного сжигания, не будет никакого ухудшения состояния электрода, вызванного изменением времени, максимум для защиты качества продукции; в плазменно-галогенной вакуумной атмосфере, чтобы иметь возможность Нитрид алюминия может работать в плазменно-галогенной вакуумной атмосфере, чтобы выдерживать самые сложные технологические условия полупроводников и микроэлектроники., и он также может обеспечить стабильную силу адсорбции и контроль температуры.. Говорят, что применение нитрида алюминия в области полупроводников в зарубежных странах стало основным рынком сбыта керамики из нитрида алюминия., самые высокие электростатические присоски могут быть проданы даже за сотни тысяч юаней и миллионы юаней., очень “золото”.
③ материалы подложки
Кристалл AlN - GaN, Эпитаксиальный материал AlGaN и AlN идеальная подложка. По сравнению с подложкой из сапфира или SiC, AlN более термически и химически совместим с GaN., и напряжение между подложкой и эпитаксиальным слоем меньше. Следовательно, Кристаллы AlN, при использовании в качестве эпитаксиальных подложек GaN, позволяет существенно снизить плотность дефектов в устройстве, улучшить производительность устройства, и имеют хорошие перспективы применения при приготовлении высокотемпературных, высокая частота, мощные электронные устройства.
Нитрид алюминия для полупроводниковой промышленности
Кроме того, использование кристаллов AlN в качестве подложки для эпитаксиальных материалов AlGaN с высоким содержанием алюминия. (Аль) состав также может эффективно снизить плотность дефектов в эпитаксиальном слое нитрида., значительное улучшение производительности и срока службы нитридных полупроводниковых приборов. Успешно применены высококачественные дневные детекторы на основе AlGaN..
④ Тонкопленочные материалы
Из-за широкой запрещенной зоны и сильной поляризации AlN, с шириной запрещенной зоны 6,2 эВ, тонкопленочные материалы из нитрида алюминия, полученные из них, обладают множеством превосходных физико-химических свойств., например, высокая напряженность поля пробоя, высокая теплопроводность, высокое электрическое сопротивление, высокая химическая и термическая стабильность, а также хорошие оптические и механические свойства., и широко используются в качестве изоляционных сред и изоляционных материалов в упаковке электронных устройств и интегральных схем..
Высококачественная пленка AlN также имеет очень высокую скорость передачи ультразвука., небольшие акустические потери, значительная константа пьезоэлектрической связи, и Си, GaAs аналогичен коэффициенту теплового расширения, и Т. Д., уникальные свойства делают его механическим, микроэлектроника, оптика, а также электронные компоненты, акустические устройства на поверхностных волнах, производство, высокочастотная широкополосная связь и другие области имеют широкий спектр применений..
Нитрид алюминия для полупроводниковой промышленности
В настоящий момент, изготовление пленки нитрида алюминия все еще находится на стадии комплексного оборудования, дорого и трудно коммерциализировать, а метод, используемый для изготовления пленки, обычно требует нагрева подложки до более высокой температуры.. Современные методы низкотемпературного получения тонких пленок нитрида алюминия все еще несовершенны и несовершенны.. Разработка интегрированных оптических устройств, с другой стороны, требует подготовки пленки при более низких температурах во избежание термического повреждения материала подложки. Предстоит еще большая работа по совершенствованию метода приготовления пленок нитрида алюминия для получения более плотных пленок., более однородный, Пленки нитрида алюминия более высокой чистоты и более низкой стоимости при более низких температурах и более простых условиях процесса.
Нитрид алюминия для полупроводниковой промышленности
