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厚薄膜混合氮化铝多层基板技术研究

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来高密度高功率器件产 品需求 。
关键词 ： 厚薄膜混合 ； 氮化铝 ； 高 密度 ； 高 功 率
中图分类号 ： Ｔ Ｍ２ ８ ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２ －８ ９ ３ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ —０ ０ Ｏ ９ 一Ｏ ２
随着 电子 设备 功 耗 越 来 越 高 、 小 型 化 集 成化 更 为突出、 频 率越 来越 高 ， 要求 封装 产 品更高 的散 热效
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电 子 陶 瓷 和 封 接 工 艺 专 辑
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厚 薄 膜 混合 氮化 铝 多层 基 板 技 术 研 究
陈 寰贝 ， 梁秋 实 ， 刘玉根 ， 王 子 良
（ 中 国 电 子科 技 集 团 公 司第 五 十 五 研 究 所 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ １ ６ ）
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膜 工艺 则很 容易 实现 ２ ０ ｙ ｍ 线 宽 线 间距 ， 满 足高 密
摘要 ： 随 着 电 子 器 件 向 着 高 密 度 高 功 率 的方 向 发 展 ， 对 于 基 板 的 散 热 与 布 线 密 度 要 求 越 来 越 高 。为 了 适 应 这 一 趋 势 ， 研 究 了厚 薄 膜 混 合 氮 化 铝 基 板 技 术 ， 该 技 术 结 合 了氮 化 铝 高热 导 率 、 厚膜 电路多层布线 、 薄 膜 电 路 精 细 布 线 的优 势 ， 能 够 满 足 未
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装领域 ， 陶瓷 厚膜 产 品 与 薄膜 产 品 由于 其 各 自的 特 点都 有较 为广 泛 的应用 。陶瓷厚 膜 工艺 的优 势是 多 层布 线容 易 ， 能够 很好 地实 现三 维互 联 ， 但 是 其金 属
化 由于丝 网印刷 工 艺 的 限制 平 整 度 较 差 ， 微 波 传 输 损耗 较 大 ， 线 宽 与线 间 距很 难 突 破 ３ Ｏ ｍ。 陶瓷 薄
果、 更 为密 集 的布线 电路 、 更 低 的损耗 ［ 】 ］ 。在 电子封
１ 微 波器 件 应 用
在微 波器 件 领域 ， 在小 型化 与 高功率 同时 ， 使 用 频率 也 进一 步提 高 ， 这 种 情 况 下 高频 下 的损 耗 问 题 就 显得 非 常重要 。式 （ １ ） 是一 个适 用 于 １ ～１ ０ ０ ＧＨｚ

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在铝极氮化铝衬底上生长氮化镓薄膜的分子动力学模拟

在铝极氮化铝衬底上生长氮化镓薄膜的分子动力学模拟

在铝极氮化铝衬底上生长氮化镓薄膜的分子动力学模拟摘要：本文利用分子动力学模拟研究了铝极氮化铝衬底上生长氮化镓薄膜的过程，分析了不同生长温度下沉积薄膜的表面形貌、粗糙度、晶体结构、位错分布。

结果表明：随着生长温度的升高，由于吸附原子的迁移率增加，氮化镓薄膜的表面形貌和结晶度得到改善。

此外，沉积GaN膜内的位错密度也逐渐降低。

我们发现位错通常出现在AlN衬底和GaN薄膜的界面处，然后向生长方向扩展。

沉积膜的表面形貌和粗糙度对生长温度更敏感。

这些发现可以为在氮化铝衬底上制备高质量的氮化镓薄膜提供一定指导。

关键词：分子动力学；氮化镓薄膜；氮化铝衬底；晶体质量1.介绍氮化镓（GaN）作为一种重要的半导体，具有宽禁带、高击穿电压和高电子迁移率等材料特性[1]。

在过去几十年里受到广泛关注，GaN相关材料已经在紫外发光二极管(led)、高电子迁移率晶体管等光学电子器件中的得到广泛应用[2]。

由于同质衬底制备技术复杂且成本高，主要采用外来基底。

当前可作为氮化镓薄膜生长衬底主要有蓝宝石、Si等[3]。

然而，当这些材料作为基底时，由于它们与GaN薄膜之间存在较大的晶格失配，这导致了高密度的穿插位错(TD)和更大的残余应力，使外延GaN出现明显的裂纹，很难生长高质量的GaN。

也对电子光学设备的可靠性和寿命都是致命的。

因此，如何减少薄膜中的位错和空位成为了一个重要命题。

商业上可用的器件，通常通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在蓝宝石衬底上生长[4]。

由于AlN和GaN之间的晶格错配度小， AlN常被广泛用作GaN薄膜的生长的缓冲层。

在生长过程中GaN薄膜内穿插位错的起源是需要被解决的关键问题。

近年来，分子动力学模拟（MD）被广泛用来预测和探究各类薄膜的外延生长过程。

它可以直观地分析薄膜的生长过程。

一些有关研究如下：Hassan 等人研究在不同基底温度和入射能量下Ti–TiN多层膜对结晶度及其内部原子微观应力的演变机制[5]。

反应结合法厚膜金属化AlN陶瓷的研究的开题报告

反应结合法厚膜金属化AlN陶瓷的研究的开题报告

反应结合法厚膜金属化AlN陶瓷的研究的开题报告
一、研究背景
AlN陶瓷具有高热导率、低热膨胀系数和良好的电气绝缘性能等优良性能，在电子、光电、航空等领域有广泛应用。

但是，在高功率、高频率下，AlN陶瓷存在很大的串扰和耗散损耗问题，限制了其在高性能电子领域的应用。

通过金属化AlN陶瓷可以提高其导电性、导热性能和防腐蚀性，解决其在高功率、高频率下的串扰和耗散损耗问题。

二、研究目的
本研究旨在通过反应结合法制备厚膜金属化AlN陶瓷，探究其微观结构和物理化学性质，为其应用于高性能电子领域提供技术支持。

三、研究内容和方法
1. 制备厚膜金属化AlN陶瓷：
（1）准备AlN粉末和金属薄膜前驱体；
（2）将AlN粉末和金属薄膜前驱体混合后均匀涂覆在AlN陶瓷表面；
（3）进行反应结合处理，制备金属化AlN厚膜。

2. 微观结构和物理化学性质表征：
（1）用SEM观察AlN陶瓷表面和金属化AlN厚膜的微观形貌；
（2）用XRD分析样品的晶体结构；
（3）测量金属化AlN厚膜的电学性能、热学性能和腐蚀性能。

四、研究意义
通过制备厚膜金属化AlN陶瓷，可以有效提高其性能，实现在高功率、高频率下的应用。

该研究可以为AlN陶瓷在高性能电子领域的应用提供技术支持，促进电子、光电、航空等领域的科技进步与发展。

AlN薄膜的研究进展_杨克涛

AlN薄膜的研究进展_杨克涛

氮化铝薄膜具有很多优异的物理化学性质如高的击穿场强高热导率高电阻率高化学和热稳定性以及良好的光学及力学性能高质量的氮化铝薄膜还具有极高的超声传输速度较小的声波损耗相当大的压电耦合常sigaas相近的热膨胀系数等特点声表面波器件saw制造和高频宽带通信等领域有着广阔的应用前景10现代电子信息技术飞速发展极大地推动着电子产品向多功能高性能可靠性小型化便携化以及大众化普及所要求的低成本等方向发展
金属有机化学气相沉积( MOCVD) [27] 又叫金 属有机气相外延(MOVPE) , 它是利用有机金属热
分解进行气相外延生长的先进技术, 目前主要用 于化合物半导体( Ó- V 族, Ò- Ö族化合物) 薄 膜气相生长上。AlN 薄膜的制备是利用氢气把金 属有机化合物蒸气( 如三甲基铝) 和气态非金属氢 化物( NH3) 送入反应室, 然后加热来分解化合物。 总的反应 式如下 Al ( CH3 )3 + NH3 = AlN+ 3CH4。 这一方法的优点是: ( 1) 可以控制合成原子级厚度 的薄膜, 即新型纳米材料薄膜。( 2) 可制成大面积 的均匀薄膜, 是典型的容易产业化的技术。( 3) 纯 净的材料生长技术, 由于它不使用液体容器及低 温生长的技术, 使得污染源减到了最少, 比其它半 导体材料生长技术的 材料纯度提高 了一个数量
相互碰撞, 可以大大降低沉积温度。这一方法拓 宽了 CVD 技术的应用范围[25] 。有些薄膜的沉积 如采用普通的 CVD 方法, 需要很 高的温度, 在这 样的条件下往往会损坏基片, 且高温下扩散作用 显著, 基体中的原子进入薄膜中, 使制备的薄膜质 量不高。而采用等离子体辅助可以在较低的温度 沉积, 具有沉积速率快、针孔少[ 24] 的特点, 避免了 薄膜与衬底材料间发 生不必要的扩 散与化学反
氮化铝薄膜的制备与性能研究

氮化铝薄膜的制备与性能研究

硕士学位论文氮化铝薄膜的制备与性能研究PREPARATION AND CHARACTERISTICS OF ALUMINUM NITRIDE THIN FILM郝春蕾哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号:TM23 学校代码：10213 国际图书分类号:31. 密级：公开工学硕士学位论文氮化铝薄膜的制备与性能研究硕士研究生：郝春蕾导师：王金忠教授申请学位：工学硕士学科：材料科学与工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TM23U.D.C.: 31.Dissertation for the Master Degree of EngineeringPREPARATION AND CHARACTERISTICS OF ALUMINUM NITRIDE THIN FILMCandidate：Hao ChunleiSupervisor：Prof. Wang JinzhongAcademic Degree Applied for：Master of EngineeringSpeciality：Materials Science and EngineeringAffiliation：School of Materials Science and EngineeringDate of Defence：July, 2015Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要氮化铝属于Ⅲ-Ⅴ族半导体，是典型的第三代半导体材料，它具有特宽禁带和非常大的激子束缚能，其中禁带宽度为6.2eV，属于直接带隙半导体。

由于氮化铝具有多种突出的优异的物理性能，如高的击穿场强、热导率、电阻率等而深受人们重视。

而且其化学和热稳定性极高，可用于集成电路和电子器件的封装、绝缘材料和介质隔离，尤其在高温高功率器件中具有潜在的应用前景。