在2023年12月于舊金山舉行的IEEE國際電子器件大會（IEDM）上，名古屋大學的研究人員介紹了一種基于氮化鋁合金的二極管制造方法，這種二極管每厘米能夠承受7.3兆伏的電場，大約是碳化硅或氮化鎵的2倍。值得注意的是，這種器件傳導電流的電阻非常低。

在半導體領(lǐng)域的應(yīng)用

基板材料和封裝材料

隨著微電子及半導體技術(shù)的蓬勃發(fā)展，目前功率半導體器件需要同時具備高電壓、大電流、大功率密度、小尺寸等特點，電子基板熱流密度大幅增加，保持設(shè)備內(nèi)部穩(wěn)定的運行環(huán)境成為需要重點關(guān)注的技術(shù)問題。為此功率集成電路中的基板材料必須要同時具有良好的機械可靠性以及較高的熱導率。

目前，封裝基板材料主要采用氧化鋁陶瓷或高分子材料，但隨著對電子零件的承載基板的要求越來越嚴格，它們的熱導率并不能滿足行業(yè)的需求，而AlN陶瓷因具有熱導率高、熱膨脹系數(shù)與硅接近、機械強度高、化學穩(wěn)定性好及環(huán)保無毒等特性，被認為是新一代散熱基板和電子器件封裝的理想材料。

晶圓加工用靜電吸盤

氮化鋁陶瓷靜電吸盤的優(yōu)勢在于：可以通過控制其體積電阻率，獲得大范圍的溫度域和充分的吸附力，靜電吸盤可通過自由度高的加熱器設(shè)計可以實現(xiàn)良好的溫度均勻性；氮化鋁通過一體共燒成型，不會出現(xiàn)因電極的劣化造成歷時變化，最大限度的保障產(chǎn)品質(zhì)量；在等離子鹵素真空氣氛環(huán)境下能持久運行，以承受半導體及微電子最苛刻的制程環(huán)境，還可提供穩(wěn)定的吸附力和溫度控制。據(jù)聞，氮化鋁在半導體領(lǐng)域的應(yīng)用在國外已成為氮化鋁陶瓷的主要市場，最高端的靜電吸盤甚至可以賣到幾十萬到上百萬人民幣，非常“吸金”。

襯底材料

氮化鋁晶體是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想襯底。與藍寶石或SiC襯底相比，AlN與GaN熱匹配和化學兼容性更高、襯底與外延層之間的應(yīng)力更小。因此，AlN晶體作為GaN外延襯底時可大幅度降低器件中的缺陷密度，提高器件的性能，在制備高溫、高頻、高功率電子器件方面有很好的應(yīng)用前景。

薄膜材料

由于氮化鋁帶隙寬、極化強，禁帶寬度為6.2eV，其制備的氮化鋁薄膜材料具有很多優(yōu)異的物理化學性質(zhì)，如高的擊穿場強、高熱導率、高電阻率、高化學和熱穩(wěn)定性以及良好的光學及力學性能，被廣泛應(yīng)用作為電子器件和集成電路的封裝中隔離介質(zhì)和絕緣材料。

高質(zhì)量的氮化鋁薄膜還具有極高的超聲傳輸速度、較小的聲波損耗、相當大的壓電耦合常數(shù)，與Si、GaAs相近的熱膨脹系數(shù)等特點，獨特的性質(zhì)使它在機械、微電子、光學以及電子元器件、聲表面波器件制造和高頻寬帶通信等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。