A1N陶瓷基底材料研究

摘要

一、前言 随着集成电路和超大集成电路的不断发展以及电子元件的不断微型化,对硅片的冷却要求也越来越高。尤其是一些大功率半导体元件,由于起动电流很大（16A）,因而产生的热量大。若工作温度超过373K,其工作性能下降。因此,迅速地将热量散发,保证正常的工作温度,是今后发展高质量电子元件的关键技术。 图1给出了几种比较重要的陶瓷基底材料的导热系数随温度变化的情况。Al₂O₃是目前应用广泛的基底材料,但由于它的导热系数过低（25～30w/mk）,已不能完全满足未来发展的需要,因此寻求替代材料势在必行。另外,尽管BeO和SiC的导热系数较高,但由于两者本身都存在难以克服的缺点而受到应用的限制。例如:BeO的毒素作用要求其生产必须有绝对可靠的安全措施;而SiC则必须在大幅度地提高其电阻率的条件下才能使用。同时两者的导热系数对温度变化很敏感,特别是在250～450K这样一个具有工程意义的温度范围。相比较而言,A1N的导热系数虽不及BeO和SiC材料,但比Al₂O₃