氮化铝AlN电阻器-厚膜AlN电阻

1.氮化铝的性质

氮化铝的功能来自其 热、电和机械性能的组合。氮化铝是一种高性能材料，具有优异的热传导，机械强度和耐腐蚀性能。其电阻率也是其重要的物理性质之一，对于在电子器件中的应用具有重要意义。氮化铝的电阻率与其制备方法，晶体结构，参杂杂质等原因有关。通常情况下，氮化铝的电阻率着温度升高而降低，因此在高温下应用时需要考虑其电阻率的影响。

2.结构特性

氮化铝(AlN)是一种六方纤锌矿结构的共价键化合物，晶格参数为a=3.114，c=4.986。纯氮化铝呈蓝白色，通常为灰色或灰白色，是典型的III-Ⅴ族宽禁带半导体材料。

性能特征：氮化铝(AlN)具有高强度、高体积电阻率、高绝缘耐压、热膨胀系数、与硅匹配好等特性，不但用作结构陶瓷的烧结助剂或增强相，尤其是在近年来大火的陶瓷电子基板和封装材料领域，其性能远超氧化铝。

3.热性能

与大多数陶瓷相比，氮化铝具有非常高的 导热性。事实上，AlN 是所有陶瓷中导热率最高的材料之一，仅次于氧化铍。对于单晶AlN，这个值可以高达285 W/(m·K)。然而，对于多晶材料，70–210 W/(m·K) 范围内的值更常见。

氮化铝的高导热性是由于其低摩尔质量（40.99 g/mol，而氧化铝 Al2O3 为 101.96 g/mol）、强键合和相对简单的晶体结构。

氮化铝 在 20 °C 时的热膨胀系数为 4.8✕10 -6 1/K。这与硅（20°C 时为 3.5✕10 -6 1/K）非常相似，因此 AlN 通常用作硅加工的衬底材料。

与在高温下使用相关的氮化铝的其他特性是高耐热冲击性和耐高温下熔融金属、化学品和等离子体的腐蚀。

氮化铝的熔点为2200℃，沸点为2517℃。

4.电气特性

与其他陶瓷类似，AlN 具有非常高的电阻率，范围为 10-16 Ω·m。这使其成为电绝缘体。

AlN还具有相对较高的介电常数，为8.8-8.9（纯AlN），与Al 2 O 3的介电常数相近，但远低于SiC。

AlN 的击穿电场为 1.2–1.8 x 10 6 V cm -1。

AlN 还显示压电性，这在薄膜应用中很有用。

5.机械性能

AlN在20℃时的抗弯强度为350 MPa，与Al 2 O 3相同，略低于SiC。

与 200 GPa 范围内的钢相比，它具有 343 GPa 的高杨氏模量。该值仅低于Al 2 O 3的值。

AlN 在 20 °C 时还具有大约 1000 的高维氏硬度。

审核编辑 黄宇