王露露 马北越 刘春明 邓承继 于景坤

1）东北大学材料科学与工程学院 辽宁沈阳110819

2）东北大学冶金学院 辽宁沈阳110819

3）武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉430081

微电子技术的飞速发展对芯片基板和封装材料性能的要求越来越高［1－2］。AlN陶瓷因其高热导率、高强度、线膨胀系数与硅接近、介电常数小、耐高温和耐腐蚀性能优异而被用作芯片基板和封装材料，并且其综合性能优于SiC、Al2O3和BeO陶瓷的［3－7］，是新一代半导体基片和电子器件封装的理想材料［7］。

AlN熔点高，自扩散系数小，烧结活性低，难以烧结致密化［8－9］，且制备工艺复杂，制备成本也远高于Al2O3陶瓷［10－11］。研究者一般通过优化烧结技术和添加烧结助剂来提高AlN陶瓷的性能。

本文中，综述了AlN陶瓷的研究进展，指出了AlN陶瓷在制备及应用过程中存在的问题，展望了AlN陶瓷的发展趋势。

1 烧结技术对AlN陶瓷性能的影响

AlN陶瓷烧结技术主要包括无压烧结、热压烧结、放电等离子烧结、等离子活化烧结和微波烧结等［12－14］。不同烧结技术的优缺点见表1。

表1 AlN陶瓷烧结技术的优缺点

1.1 无压烧结

无压烧结是最简单的烧结技术，但用其制备AlN陶瓷的烧结温度高达2 000℃。

李维雄［12］采用无压烧结技术制备出热导率为113.5 W·m－1·K－1的AlN陶瓷。

Lee等［15］采用无压烧结技术制备出致密度高于95%、热导率为190.4W·m－1·K－1的AlN陶瓷。

Choi等［16］采用无压烧结技术制备出致密度高达99.94%、热导率为156.0W·m－1·K－1的CeO2掺杂AlN陶瓷。

王玉春等［17］采用无压烧结技术制备出致密度大于99.7%的SiC－AlN复相陶瓷，该复相陶瓷在12.4～18.0 GHz范围内的相对介电常数和介电损耗分别为33～37和0.4～0.5。……