AlN有哪些优点?
AlN,即氮化铝,III-V族化合物。
宽带隙:

AlN的带隙约为6.1 - 6.2 eV,作为比拟,硅的带隙宽度约为1.1 eV,远远低于AlN,这意味着AlN在常温下具有良好的绝缘性。材料的带隙宽度决定了其作为半导体的特性,包括其导电性、光学性子等。带隙指的是禁带,是一种能量范围,在这个范围内,电子不能存在于材料中,即无法导电。只有当外加能量足够时,电子才能从价带跃迁到导带,从而导致导电。
由于其具有宽带隙的特点,AlN可在深紫外区域发光,这在紫外发光二极管(UV LEDs)中运用广泛,AlN成为某些光电器件的空想基板材料。
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压电特性
压电效应是某些材料在受到机器应力时产生电荷,或在施加电场时发生形状变革的特性。AlN是一个范例的压电材料,它在受到机器应力时会产生电压,反之亦然。
AlN是一种无铅压电材料,铅在在某些运用中是受到严格掌握的,相对付含铅的压电材料(PZT),具有更大的上风。由于其较低的机器损耗,AlN具有高品质因子(Q值),Q值在高频的运用中十分主要,因此在在高频运用中特殊受欢迎。
硬度高
具有很高的硬度。它的摩氏硬度大约为3-4,靠近一些硬质材料如氮化硅(Si3N4),使其能够在高磨损环境中持续利用。
稳定性好
AlN的熔点大约为2200°C。在低于其熔点的温度下,AlN对大多数化学堕落剂和高温环境都很稳定。
高热导率:它具有高达 321 W/(m·K) 的高导热率。
AlN的构造特点
刚才我们先容了AlN的外在品质,所谓‘相由心生’,那么AlN的“心”才是支撑它具有如此多优点的根因。
AlN是范例的六方密排构造。什么是六方密排构造?密排六方构造指原子在三维空间中以六边形密排的办法排列的晶体构造。在这种构造中,每个原子都被12个其他原子紧密包围。这种构造可以为材料供应高的硬度以及其他的优点。
AlN的掺杂
用于n型掺杂,掺钪(Sc)是AlN的一种比较常见的选择。而P型掺杂,目前实现起来还具有一定难度。Sc的原子大小和Al附近,可以有效地替代Al位置,而不会引入太多的晶体毛病。通过掺杂Sc,可以调度AlN的能带构造,显著增强AlN的压电特性。
在全体AlN薄膜中均匀地分布Sc是一个寻衅,而掺Sc的AlN后,其晶体毛病概率大大提高,目前海内仅限于实验室研究,未见大规模量产的宣布。
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