AlN具有極高的臨界電場、高關(guān)態(tài)阻斷電壓、超低導(dǎo)通電阻、超快開關(guān)速度以及耐惡劣環(huán)境等優(yōu)勢，成為制備耐高壓、高溫電力電子器件的理想選擇。AlN 器件的功率處理能力是SiC和GaN的15倍，因此被冠名為“下一代電力電子器件材料”，此外開發(fā)單晶低位錯(cuò)密度AlN襯底（小于103 cm-2）是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量富Al成分AlGaN 薄膜的基礎(chǔ)，在AlN同質(zhì)襯底上生長富Al成分AlGaN 薄膜與藍(lán)寶石襯底相比可使電阻率極大下降。國外已在大功率晶體管、半導(dǎo)體激光器、大規(guī)模集成電路、固體繼電器和開關(guān)電源等大功率器件上得到成功應(yīng)用。
大功率晶體管
大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT)是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。采用新型薄 AlN 襯底制作的大功率絕緣柵雙極晶體管 ( IGBT) 模塊，實(shí)現(xiàn)了高熱耗散能力和高功率密度。新能源汽車的核心技術(shù)包含動(dòng)力電池、電機(jī)和控制系統(tǒng)。而在控制系統(tǒng)中需要使用大量的 IGBT，如電機(jī)控制系統(tǒng)、車載空調(diào)控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等。IGBT 在新能源汽車中發(fā)揮了重要的作用，是新能源汽車中的核心器件之一。
半導(dǎo)體激光器
半導(dǎo)體激光器或激光二極管通過提供廉價(jià)且緊湊的激光器在我們的日常生活中發(fā)揮重要作用。 它們由要求納米級精度和復(fù)雜設(shè)計(jì)的復(fù)雜多層結(jié)構(gòu)組成。其工作原理是通過一定的激勵(lì)方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶（導(dǎo)帶與價(jià)帶）之間，或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)（受主或施主）能級之間，實(shí)現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時(shí)，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。AlN超寬禁帶，電子漂移飽和速度高，介電常數(shù)小等優(yōu)勢在制作大功率半導(dǎo)體激光器方面有不錯(cuò)應(yīng)用前景。
大規(guī)模集成電路
大規(guī)模集成電路指含邏輯門數(shù)為100門~9999門（或含元件數(shù)1000個(gè)~99999個(gè)），在一個(gè)芯片上集合有1000個(gè)以上電子元件的集成電路。采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體。AlN可應(yīng)用于大規(guī)模集成電路的制作中，為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐。
逆變器
光伏逆變器的導(dǎo)熱型 AlN 功率模塊，這種采用 SiC 溝槽型 MOSFET 的半橋和全橋功率模塊使用了AlN襯底混合式集成柵驅(qū)動(dòng)器，采用電-熱聯(lián)合仿真和Al熱沉，實(shí)現(xiàn)了高開關(guān)頻率和低熱阻，直接鍵合銅 AlN 襯底厚度為 0.63 mm，最大輸出功率2 kW，功率密度為3.14 kW/l，超高熱導(dǎo)率為170 W·m-1·K-1，為實(shí)現(xiàn)小型、高效電力電子系統(tǒng)提供了支撐。
功率開關(guān)
帶有等離子體增強(qiáng)原子層淀積 (PEALD) AlN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的新型垂直 GaN 溝槽結(jié)構(gòu)功率器件，新結(jié)構(gòu)在完成n-高阻層-n GaN外延溝槽刻蝕之后采用PEALD法淀積了3~5 nm厚的AlN層，實(shí)現(xiàn)了具有高電子密度和遷移率的垂直2DEG溝道，閾值電壓為 2V，與傳統(tǒng)GaN MOSFET相比，這種新型器件實(shí)現(xiàn)了9倍跨導(dǎo)和9 kA/cm2的極高漏電流密度，在未來功率開關(guān)領(lǐng)域具有應(yīng)用優(yōu)勢。