薄膜蒸着技術に広く使用されている高性能セラミック材料で、主にマグネトロンスパッタリング(PVD)、パルスレーザー蒸着(PLD)などによる機能性薄膜の作製に使用されている。絶縁性、耐食性、機械的強度、光学特性に優れ、半導体、光学コーティング、耐摩耗コーティング、新エネルギーなどの分野で重要なターゲット材である。

１．特性

　1）高絶縁性と誘電性

　　・高周波電子デバイスに適した誘電率（ε）：〜9〜10（1 MHz）。

　　・破壊場の強さ:>10 MV/cmであり、良質な絶縁層材料である。

　2）優れた化学安定性

　　・耐酸アルカリ腐食（HFを除く）、酸化防止、厳しい環境（化学プラントコーティングなど）に適している。

　　・高温安定性が良く（融点~ 272°C）、高温保護層に使用できる。

　3）高硬度と耐摩耗性

　　・モース硬度~ 9（ダイヤモンドに次ぐ）、工具、金型の耐摩耗コーティング（例えばAl₂O₃/TiN複合）に適している。

　4）光学的透明性

　　・紫外（UV）〜赤外（IR）帯域（200 nm〜5μm）で高い光透過率を有し、光学膜に適している。

　5）生体適合性

　　・人工関節、歯科インプラントなどの医療機器の表面改質に使用できる無毒、無刺激性。

　6）高純度と緻密性

　　・半導体級Al₂O₃ターゲットの純度≧99.99%（4 N）、一部の応用要求≧99.999%（5 N）。

　　・熱間等方圧加圧法（HIP）焼結を用いて、密度>99%をもたらし、スパッタ時の粒子飛散を減少させる。

2．主な用途

　1）半導体及び電子デバイス

　　・ゲート誘電体層：MOSFET、GaN HEMTなどのパワーデバイス用の絶縁層。

　　・不動態化層：チップ表面を保護し、湿気とイオン汚染（例えばLEDパッケージ）を防止する。

　2）光学コーティング

　　・透過性フィルム（AR coating）

　　・赤外線窓材料

　3）耐摩耗性と保護コーティング

　　・切削工具コーティング（例えばAl₂O₃/TiC）

　　・航空エンジンブレードコーティング

　4）新エネルギーと電池

　　・リチウムイオン電池セパレータコーティング：セパレータの熱安定性と電解液濡れ性を向上させる。

　　・固体電解質：全固体電池（例えばLi₇La₃Zr₂O12/Al₂O₃複合電解質）に使用する。

　5）医学への応用

　　・人工骨と歯科インプラント：生体適合性と耐摩耗性を高める。

　　・医療用センサ絶縁層：インプラント血糖監視電極など。

　6）その他の新興分野

　　・フレキシブル電子カプセル化：水バリア酸素バリア層として（SiN 8339の代わりに）。

　　・量子ドット表示：QD−LED用絶縁層。