Il nitruro di alluminio: il "cambiatore" nell'industria dei semiconduttori

Struttura e Proprietà

Il nitruro di alluminio (AlN) è un cristallo dominato da legami covalenti, un nitruro esagonale simile al diamante. Presenta un bandgap ultra-largo (6,2 eV) e un'energia di legame dell'eccitone estremamente elevata, classificandolo come un semiconduttore a bandgap diretto. La sua struttura cristallina assomiglia a quella del BeO e del SiC. Grazie alla natura altamente direzionale dei suoi legami covalenti, l'AlN offre eccezionali proprietà fisiche e chimiche, come un'elevata conducibilità termica.

Metodo CVD per la Polvere di Nitruro di Alluminio

La deposizione chimica da fase vapore (CVD) è una via efficace per produrre polvere di AlN con dimensione delle particelle uniforme, elevata purezza e grande area superficiale specifica. Composti volatili di alluminio (alogenuri di alluminio o alchilalluminio) e ammoniaca (NH₃) vengono introdotti nella camera di reazione per reagire. Durante la reazione, l'NH₃ si decompone per fornire atomi di azoto attivi e la polvere di AlN si forma tramite deposizione in fase gassosa.

I vantaggi di questo metodo includono elevata purezza del prodotto e dimensione fine delle particelle. I suoi svantaggi sono l'alto costo di produzione, i rigorosi requisiti delle attrezzature e la bassa produttività. Ciononostante, l'alchilalluminio è costoso e richiede uno stoccaggio e un trasporto speciali sotto protezione di gas inerte. Di conseguenza, questo processo rimane principalmente nella fase di ricerca di laboratorio e non ha ancora raggiunto l'industrializzazione su larga scala.

Applicazioni del Nitruro di Alluminio nell'Industria dei Semiconduttori

1. Substrati per packaging elettronico
2. Componenti per apparecchiature per semiconduttori
3. Materiali substrato per semiconduttori
4. Materiali a film sottile di nitruro di alluminio