奥趋光电正式批量量产新一代超宽禁带半导体高端材料—— 高质量氮化铝单晶衬底系列产品

日期:2021-06-08     来源:半导体产业网    
核心提示:奥趋光电技术(杭州)有限公司,全球领先的氮化铝材料综合解决方案服务商,日前重磅发布了新一代超宽禁带半导体高端材料高质量氮
 奥趋光电技术(杭州)有限公司,全球领先的氮化铝材料综合解决方案服务商,日前重磅发布了新一代超宽禁带半导体高端材料——高质量氮化铝单晶衬底系列产品,并开始正式小批量量产。目前30mm及以下尺寸氮化铝单晶衬底正式公开对外发售,相关产品均可以在奥趋光电官网(www.utrendtech.com)/微信小程序,或联系奥趋光电销售部门及国内外授权代理商。2英寸氮化铝单晶衬底也开始接受预定,预计Q3正式对外交货。
 
 
图1 奥趋光电直径30mm及以下尺寸高质量氮化铝单晶锭
 
 
 
图2 奥趋光电直径超35mm高质量氮化铝单晶锭
 
 
图3 奥趋光电各尺寸高质量氮化铝单晶衬底(未CMP加工)
 
氮化铝(AlN)是新一代超宽禁带半导体高端材料,具有卓越的性能优势,如超大禁带宽度(高达6.2 eV)、高热导率、高击穿场强、高热稳定性,以及良好的紫外透过率等,有着其它宽禁带半导体材料如SiC、GaN等所无法比拟的优势与效率(与其他第三代半导体材料性能参数对比见表一),是深紫外LED、紫外LD的最佳衬底材料,同时也是各类高功率、高频及高温电子器件的理想衬底材料。AlN单晶衬底由于其材料特性、制备难度和在国防军工、航空航天等领域的关键用途,任意尺寸被欧美国家长年对华禁运。
 
 
表1  氮化铝与其他第三代半导体材料参数/性能对比
 
自2016年5月成立以来,奥趋光电始终专注于超宽禁带半导体AlN晶圆衬底材料及其核心装备——全自动氮化铝PVT气相沉积炉的研发与制造,并于2019年4月应诺贝尔物理学奖获得者天野浩教授为主席的组委会邀请,在日本横滨举行的LED工业应用国际会议(LEDIA-2019)上,正式推出了全球最大尺寸的60mm氮化铝单晶及晶圆样片,此前美国在AlN晶圆制造方面最大直径达2英寸(50.8mm),长期处于技术垄断地位。
 
 
 
图4奥趋光电成功研制的全球最大直径的60mm(2.5英寸左右)AlN单晶及晶圆,相关成果发表在知名学术期刊Physica Status Solidi A上,作为该期刊封面进行了特别展示,并被诺贝尔获奖者天野浩教授等引用
 
在此成果基础上,奥趋光电通过持续的高强度研发投入,不断推进AlN单晶衬底产品制备工艺的优化、固化和全自动化制造设备的迭代,开发出了具备完全自主知识产权、可重复性好、良品率高的AlN单晶衬底批量化、全制程工艺路线,截止目前共申请/授权相关国内外专利超过40项。
 
奧趋光电首批公开投放市场的高质量AlN单晶系列产品包括:10x10mm、Φ10mm、Φ15mm、Φ20mm、Φ25.4mm、Φ30以及10-20mm M面AlN单晶衬底。具体如下:
 
 
表2  奥趋光电高质量氮化铝单晶衬底系列产品及购买渠道
 
据奥趋光电CTO王琦琨博士介绍,物理气相沉积法(PVT)是目前唯一能生产大尺寸氮化铝单晶方法,但氮化铝单晶生长极其困难,即使经过全球无数团队近40年的高强度研发,当前也只有美国能小批量生产2英寸氮化铝单晶(N极性)及其衬底。氮化铝为极性晶体,分N极性晶体及Al极性晶体,其中N极性晶体深紫外透光性较差,甚至不具有紫外透光性;而Al极性晶体通常具有优异的深紫外透光性,但其生长工艺较N极性晶体更为困难,甚至一度被认为无法成功生长,全球还鲜有成功的先例因而被欧美绝大部分研究团队放弃。奥趋光电开创性的在世界上首次成功开发并固化了一系列独有的大尺寸Al极性氮化铝单晶生长自动化设备及其配套专利工艺。因此奥趋光电生长的氮化铝单晶均为Al极性晶体,具有高结晶质量、低位错密度及世界领先的深紫外透光性等优异特性,部分产品表征参数如下:
 
 
表3  UTI-AlN-025B系列(Φ25.4mm)AlN单晶衬底产品参数
 
 
表4  奥趋光电高质量氮化铝单晶衬底部分表征结果
 
AlN单晶衬底是继SiC、GaN等之后的新一代超宽禁带半导体高端材料,汇聚了第三代、第四代半导体技术领域的尖端科技,具备了传统半导体材料所无法比拟的卓越性能。奥趋光电目前已实现30mm及以下尺寸AlN单晶衬底的批量生产,正在进行2英寸产品的工艺固化及试生产工作,预计2021年3季度2英寸AlN单晶衬底将正式对外发售,并同时在规划建设全球最大、产能达20,000-30,000片/年的2英寸氮化铝单晶衬底生产线。AlN单晶衬底在大功率UVC-LED、紫外激光器、紫外传感器、高频/高功率/高温电子器件、紫外探测及预警等领域均具有广泛的应用前景。奥趋光电高质量AlN单晶衬底系列产品的成功开发、批量生产和市场化应用标志着我国超宽禁带半导体AlN单晶技术成功打破了欧美等国在该领域对华长期技术封锁和产品禁运,使中国成为继美国之后第二个具备批量AlN单晶衬底制备能力的国家,具有重要的现实意义和战略价值。
 
2 产品销售渠道
 
由于上述对华禁运限制,对中国所有AlN单晶衬底用户而言,奧趋光电事实上是目前全球该材料唯一供应商。现30mm及其以下尺寸AlN单晶衬底已正式公开对外发售,意向购买的合作客户、行业伙伴欢迎通过以下渠道了解详情、洽谈合作、下单采购。
 
1. 通过奥趋光电销售热线:0571-88662725、17367078872(孙先生)、18069846900(陈先生)洽谈采购;
 
2. 或登录奥趋光电官网:www.utrendtech.com,线上了解产品详情,在线下单采购;
 
3. 或扫描下方小程序码,进入奥趋光电微商城,移动端下单采购。
 
因新品发布前期抢购火爆,AlN单晶衬底系列产品需提前预定,奥趋光电将根据订单款到顺序尽快发货。

关于奥趋光电
 
奥趋光电是由海归博士团队、半导体领域顶尖技术专家领衔,于2016年5月创立的高新技术、创新型企业,总部位于浙江省杭州市。奥趋光电核心专注于第三代/第四代超宽禁带半导体氮化铝晶圆衬底材料、蓝宝石基/硅基/碳化硅基氮化铝/氮化铝钪薄膜模板、全自动氮化铝PVT气相沉积炉及其相关产品的研发、制造与销售,核心产品被列入《中国制造2025》关键战略新材料与装备目录,是制备深紫外LED芯片、5G射频前端滤波器、MEMS压电传感器等各类紫外发光器件、高温/高频射频器件、高频/高功率电子及激光器件的理想衬底/压电材料。
 
奥趋光电经过多年的高强度研发投入,成功开发出全球最大,直径60mm的氮化铝单晶及晶圆,也是全球首家蓝宝石基氮化铝薄膜模板大批量制造商。目前可向客户提供1英寸/2英寸高质量氮化铝单晶衬底、2/4/6英寸蓝宝石基/硅基/碳化硅基氮化铝、氮化铝钪薄膜模板、氮化铝单晶气相沉积炉及热处理设备等产品,同时向客户及合作伙伴提供从设备设计、热场设计、热场模拟仿真技术开发、咨询及生长工艺优化到晶圆制程等全环节的完整工艺解决方案与专业技术服务。截止2021年4月,共申请/授权国际、国内专利40项,是全球范围内本领域专利数量最多的团队之一,被公认为本领域全球技术的领导者。
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