窒化アルミニウム – 産業用途と特性 by Precision Ceramics

Precision Ceramics, a division of McGeoch Technology, is a dedicated to engineering of technical ceramics company, is a long term in Japan. 品質とサービスに対する当社の評判は実に国際的で、Precision Ceramics が設計した特殊セラミック部品は、航空宇宙、光電子、原子力など多様な産業で、世界中でますます広がっている用途に使われています。

窒化アルミニウム (AlN) とは

窒化アルミニウム (AlN) は興味深い材料で、高い熱伝導性が必要な場合に使用するのに最も適した材料の 1 つです。 窒化アルミニウムは、その優れた電気絶縁特性と組み合わせると、多くの電気および電子アプリケーションにとって理想的なヒートシンク材料となります。

窒化アルミニウムの特性

窒化アルミニウムは（ほとんど）共有結合した材料であり、六角形の結晶構造を持ち、ウルツ鉱として知られる硫化亜鉛の多形の1つと同型に属します。 この構造の空間群はP63mcである。

この物質は不活性雰囲気中の非常に高い温度で安定である。 大気中では700℃以上で表面酸化が起こり、室温でも5-10 nmの表面酸化層が検出されている。 この酸化層は1370℃まで材料を保護する。 この温度以上ではバルク酸化が起こる。 窒化アルミニウムは、水素と二酸化炭素の雰囲気中では980℃まで安定です。

この材料は、鉱酸では粒界攻撃により、また強アルカリでは窒化アルミニウム粒への攻撃によりゆっくりと溶けます。 水ではゆっくりと加水分解します。 窒化アルミニウムは、塩化物や氷晶石を含むほとんどの溶融塩からの攻撃に対して耐性があります。

窒化アルミニウムは、アルミナの炭素熱還元またはアルミの直接窒化によって合成されます。

窒化アルミニウムの用途

窒化アルミニウムがアルミナや酸化ベリリウムと同様のエレクトロニクス用途で使用できるように、金属化方法が利用可能です。

現在、窒化ガリウム系半導体を用いて紫外線で動作する発光ダイオードの開発が盛んに行われており、窒化アルミニウムガリウム合金を用いて、250nmという短い波長が報告されています。 2006年5月には、210nmでの非効率なLED発光が報告された。 単結晶窒化アルミニウムのバンドギャップは6.2eVと測定されている（真空紫外線反射率による）。 このため、原理的には200nm程度の波長を実現することが可能である。

窒化アルミニウムの産業利用

窒化アルミニウムの用途としては、

• オプトエレクトロニクス、
• 光記憶媒体における誘電層、
• 電子基板、高熱伝導性が不可欠なチップキャリア、
• 軍事用などが挙げられます。

エピタキシャル成長した結晶性窒化アルミニウムは、窒化アルミニウムの圧電特性により、シリコン ウェハー上に蒸着した表面弾性波センサー (SAW) にも使用されています。 このような薄膜を確実に作製できるところはほとんどありません。 アジレントは、10年以上にわたる研究の結果、FBARと呼ばれる携帯電話に使用されるRFフィルタを開発した。 この技術は、MEMS 分野で働くエンジニアと密接に関係しています。

この情報は Precision Ceramics が提供する資料をもとに作成されました。

この出典の詳細については、Precision Ceramicsをご覧ください。

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