Resumo O nitreto de alumínio (AlN) é considerado um adequado material para substratos e materiais de encapsulamento de dispositivos microeletrônicos devido à elevada condutividade térmica, às excelentes propriedades elétricas e ao coeficiente de expansão térmica próximo daquele observado para o silício. Estas propriedades tornam o AlN um excelente candidato para substituir a alumina (Al2O3) e berília (BeO) usadas na fabricação de dispositivos semicondutores. O presente artigo apresenta o estado da arte da cerâmica de AlN, com objetivo de mostrar os avanços em processamento desenvolvidos nas últimas décadas, visando a aplicação em dispositivos eletrônicos. Outro objetivo foi verificar a possibilidade de uso do AlN em aplicações estruturais. A cerâmica de AlN apresentou significativos avanços tecnológicos ao longo das últimas décadas, como diminuição da temperatura de síntese e de sinterização, produção de pó resistente à água e produção de substrato cerâmico pela tecnologia DBC (direct bonding copper). Porém, a maioria dos referidos avanços tecnológicos não foi introduzida nas rotas industriais de produção em larga escala. Deste modo, os custos de produção não foram reduzidos suficientemente para tornar o AlN atrativo às indústrias de microeletrônica. Embora o AlN e Al2O3 tenham propriedades mecânicas relativamente próximas, o AlN é pouco atrativo como material estrutural devido ao seu elevado custo de produção em comparação com o Al2O3. Portanto, desenvolvimentos prévios e atuais em processamento devem ser implantados industrialmente para promover a redução de custos, aumentando a competitividade do AlN nos mercados de cerâmicas eletrônicas e estruturais. Estes mercados também podem ser expandidos usando o AlN em novas aplicações, como proteção balística e dispositivos nanoestruturados (componentes optoeletrônicos, lasers de alta energia, sensores de onda pulsante, ressonadores mecânicos, diodos emissores de luz e emissores de elétrons por campo).

Abstract Aluminum nitride (AlN) is expected to be suitable as substrates and packages for microelectronic devices because of its high thermal conductivity, excellent electrical properties, and thermal expansion coefficient close to that of silicon. These properties make AlN an excellent candidate to replace alumina (Al2O3) and beryllia (BeO) used for the manufacture of semiconductor devices. This paper shows the state-of-the-art in AlN ceramics, aiming to show the advances in processing developed in the last decades for the applications in electronic devices. Another objective was to verify the possibility of using AlN in structural applications. AlN ceramics exhibited significant technological advances over the past decades, as diminution in synthesis and sintering temperatures, synthesis of water resistant powder, and production of ceramic substrate by the direct bonding copper technology. However, most of these technological advances were not introduced in the industrial routes for large-scale production. As a result, the production costs were not reduced sufficiently to make AlN attractive for the microelectronic industries. Although AlN and Al2O3 have relatively close mechanical properties, AlN is unattractive as a structural material because of its high production cost in comparison to Al2O3. Therefore, previous and current developments in processing must be implemented industrially to promote cost reduction, increasing the competitiveness of AlN in the electronic and structural ceramics markets. These markets can also be expanded using AlN in new applications such as armor products and nanostructured devices (optoelectronic components, high-energy lasers, pulse wave sensors, mechanical resonators, light-emitting diodes, and field electron emitters).