Pourquoi le nitrure d’aluminium de haute pureté (AlN) est-il essentiel ?

Nitrure d'aluminium (AlN) Les performances dépendent essentiellement de la pureté, en particulier de la teneur en oxygène (O), en carbone (C) et en impuretés métalliques (Fe, Na, etc.).

Impuretés d'oxygène → Forme des phases Al₂O₃ ou AlON, réduisant considérablement la conductivité thermique (chaque augmentation de 1 % de l'oxygène diminue la conductivité thermique de 10 à 20 W/(m·K)).

Impuretés métalliques → Dégradent la mobilité des porteurs dans les dispositifs semi-conducteurs, réduisant ainsi les performances.

Impuretés de carbone → Génèrent de l'Al₄C₃ à haute température, provoquant une fragilisation du matériau.

Actuellement, la poudre d'AlN commerciale a généralement une pureté de 99,5 % à 99,9 % (teneur en oxygène > 0,5 %), tandis que les applications haut de gamme (par exemple, les substrats semi-conducteurs) nécessitent une teneur en oxygène <0,1 %, même <100 ppm.

Comment obtenir du nitrure d’aluminium de haute pureté ?

1. Techniques de purification de poudre d'AlN

1 Modification de surface (traitement H₃PO₄)

L'acide phosphorique (H₃PO₄) forme une couche protectrice sur AlN, inhibant l'hydrolyse (réduisant la formation d'Al₂O₃).

Avantage : Fonctionnement simple, adapté à la production industrielle.

Limitation : Impossible d'éliminer les impuretés d'oxygène à l'intérieur du réseau cristallin.

②Traitement thermique à haute température (2000-2200°C)

Traitement thermique en atmosphère réductrice (H₂/N₂) pour volatiliser les impuretés.

Résultat : la teneur en oxygène peut être réduite à 220 ppm, les impuretés métalliques <1 ppm.

Défi : Nécessite un équipement avancé (creuset en tungstène), perte par sublimation d'AlN (~0,5-1%/h à 2200°C).

2. Techniques de purification de la céramique AlN

1Additif de frittage NH₄F

Le NH₄F se décompose en NH₃ et HF, réagissant avec Al₂O₃ pour former des sous-produits volatils (par exemple, AlF₃), réduisant ainsi la teneur en oxygène.

Avantage : Aucune nouvelle impureté introduite, améliore la pureté de la céramique.

②Recuit à haute température

Traitement thermique à 1800-1900°C pour volatiliser les phases limites des grains, optimiser la microstructure et améliorer la conductivité thermique.

Tendances futures : pureté accrue, coût réduit

Méthodes de purification avancées : purification assistée par plasma, extraction par solvant, CVD (dépôt chimique en phase vapeur) pour films d'AlN ultra-purs.

Production évolutive : procédés à haute température optimisés pour réduire les pertes et les coûts d'AlN.

Matériaux composites : matériaux thermiques hybrides AlN-Graphène, AlN-SiC pour des performances améliorées.

Conclusion : Le nitrure d’aluminium – Le matériau de base des technologies du futur

Avec la croissance rapide de la 5G, des véhicules électriques (VE), des LED à UV profond et des technologies aérospatiales, la demande en AIN de haute pureté va exploser. Grâce à des techniques avancées de purification et de frittage, l'AIN jouera un rôle essentiel dans :

1 Dispositifs semi-conducteurs (GaN sur AlN, électronique de puissance)

2. Stations de base RF et 5G haute puissance

③Modules d'alimentation et gestion thermique des véhicules électriques

④Substrats LED UV profonds (désinfection UVC)

⑤Applications aérospatiales et en environnements extrêmes

À propos de Xiamen Juci Technology

Xiamen Juci Technology Co., Ltd. est une entreprise de haute technologie spécialisée dans la recherche et le développement, la production et la vente de produits de haute performance. céramique en nitrure d'aluminium (AlN) Matériaux. L'entreprise s'engage à fournir des solutions céramiques en nitrure d'aluminium à haute conductivité thermique et haute pureté pour des secteurs tels que la communication 5G, le conditionnement de semi-conducteurs, l'électronique de puissance, les véhicules à énergies nouvelles et l'aérospatiale. Nous pouvons fournir Substrats AlN, composants structurels et dispositifs fonctionnels de différentes spécifications selon les exigences du client.

Contact média :
Xiamen Juci Technology Co., Ltd.

Téléphone : +86 592 7080230
E-mail: miki_huang@chinajuci.com

Site web: www.jucialnglobal.com