圖1 奧趨光電直徑30mm及以下尺寸高質量氮化鋁單晶錠

 

 

 

圖2 奧趨光電直徑超35mm高質量氮化鋁單晶錠

 

 

圖3 奧趨光電各尺寸高質量氮化鋁單晶襯底(未CMP加工)

 

氮化鋁（AlN）是新一代超寬禁帶半導體高端材料，具有卓越的性能優勢，如超大禁帶寬度（高達6.2 eV）、高熱導率、高擊穿場強、高熱穩定性，以及良好的紫外透過率等，有著其它寬禁帶半導體材料如SiC、GaN等所無法比擬的優勢與效率（與其他第三代半導體材料性能參數對比見表一），是深紫外LED、紫外LD的最佳襯底材料，同時也是各類高功率、高頻及高溫電子器件的理想襯底材料。AlN單晶襯底由于其材料特性、制備難度和在國防軍工、航空航天等領域的關鍵用途，任意尺寸被歐美國家長年對華禁運。

 

 

表1  氮化鋁與其他第三代半導體材料參數/性能對比

 

自2016年5月成立以來，奧趨光電始終專注于超寬禁帶半導體AlN晶圓襯底材料及其核心裝備——全自動氮化鋁PVT氣相沉積爐的研發與制造，并于2019年4月應諾貝爾物理學獎獲得者天野浩教授為主席的組委會邀請，在日本橫濱舉行的LED工業應用國際會議（LEDIA-2019）上，正式推出了全球最大尺寸的60mm氮化鋁單晶及晶圓樣片，此前美國在AlN晶圓制造方面最大直徑達2英寸（50.8mm），長期處于技術壟斷地位。

 

 

 

圖4奧趨光電成功研制的全球最大直徑的60mm（2.5英寸左右）AlN單晶及晶圓，相關成果發表在知名學術期刊Physica Status Solidi A上，作為該期刊封面進行了特別展示，并被諾貝爾獲獎者天野浩教授等引用

 

在此成果基礎上，奧趨光電通過持續的高強度研發投入，不斷推進AlN單晶襯底產品制備工藝的優化、固化和全自動化制造設備的迭代，開發出了具備完全自主知識產權、可重復性好、良品率高的AlN單晶襯底批量化、全制程工藝路線，截止目前共申請/授權相關國內外專利超過40項。

 

奧趨光電首批公開投放市場的高質量AlN單晶系列產品包括：10x10mm、Φ10mm、Φ15mm、Φ20mm、Φ25.4mm、Φ30以及10-20mm M面AlN單晶襯底。具體如下：

 

 

表2  奧趨光電高質量氮化鋁單晶襯底系列產品及購買渠道

 

據奧趨光電CTO王琦琨博士介紹，物理氣相沉積法（PVT）是目前唯一能生產大尺寸氮化鋁單晶方法，但氮化鋁單晶生長極其困難，即使經過全球無數團隊近40年的高強度研發，當前也只有美國能小批量生產2英寸氮化鋁單晶（N極性）及其襯底。氮化鋁為極性晶體，分N極性晶體及Al極性晶體，其中N極性晶體深紫外透光性較差，甚至不具有紫外透光性；而Al極性晶體通常具有優異的深紫外透光性，但其生長工藝較N極性晶體更為困難，甚至一度被認為無法成功生長，全球還鮮有成功的先例因而被歐美絕大部分研究團隊放棄。奧趨光電開創性的在世界上首次成功開發并固化了一系列獨有的大尺寸Al極性氮化鋁單晶生長自動化設備及其配套專利工藝。因此奧趨光電生長的氮化鋁單晶均為Al極性晶體，具有高結晶質量、低位錯密度及世界領先的深紫外透光性等優異特性，部分產品表征參數如下：

 

 

表3  UTI-AlN-025B系列（Φ25.4mm）AlN單晶襯底產品參數

 

 

表4  奧趨光電高質量氮化鋁單晶襯底部分表征結果

 

AlN單晶襯底是繼SiC、GaN等之后的新一代超寬禁帶半導體高端材料，匯聚了第三代、第四代半導體技術領域的尖端科技，具備了傳統半導體材料所無法比擬的卓越性能。奧趨光電目前已實現30mm及以下尺寸AlN單晶襯底的批量生產，正在進行2英寸產品的工藝固化及試生產工作，預計2021年3季度2英寸AlN單晶襯底將正式對外發售，并同時在規劃建設全球最大、產能達20,000-30,000片/年的2英寸氮化鋁單晶襯底生產線。AlN單晶襯底在大功率UVC-LED、紫外激光器、紫外傳感器、高頻/高功率/高溫電子器件、紫外探測及預警等領域均具有廣泛的應用前景。奧趨光電高質量AlN單晶襯底系列產品的成功開發、批量生產和市場化應用標志著我國超寬禁帶半導體AlN單晶技術成功打破了歐美等國在該領域對華長期技術封鎖和產品禁運，使中國成為繼美國之后第二個具備批量AlN單晶襯底制備能力的國家，具有重要的現實意義和戰略價值。

 

 

由于上述對華禁運限制，對中國所有AlN單晶襯底用戶而言，奧趨光電事實上是目前全球該材料唯一供應商。現30mm及其以下尺寸AlN單晶襯底已正式公開對外發售，意向購買的合作客戶、行業伙伴歡迎通過以下渠道了解詳情、洽談合作、下單采購。

 

1. 通過奧趨光電銷售熱線：0571-88662725、17367078872（孫先生）、18069846900（陳先生）洽談采購；

 

2. 或登錄奧趨光電官網：www.utrendtech.com，線上了解產品詳情，在線下單采購；

 

3. 或掃描下方小程序碼，進入奧趨光電微商城，移動端下單采購。

 

因新品發布前期搶購火爆，AlN單晶襯底系列產品需提前預定，奧趨光電將根據訂單款到順序盡快發貨。

 

奧趨光電是由海歸博士團隊、半導體領域頂尖技術專家領銜，于2016年5月創立的高新技術、創新型企業，總部位于浙江省杭州市。奧趨光電核心專注于第三代/第四代超寬禁帶半導體氮化鋁晶圓襯底材料、藍寶石基/硅基/碳化硅基氮化鋁/氮化鋁鈧薄膜模板、全自動氮化鋁PVT氣相沉積爐及其相關產品的研發、制造與銷售，核心產品被列入《中國制造2025》關鍵戰略新材料與裝備目錄，是制備深紫外LED芯片、5G射頻前端濾波器、MEMS壓電傳感器等各類紫外發光器件、高溫/高頻射頻器件、高頻/高功率電子及激光器件的理想襯底/壓電材料。

 

奧趨光電經過多年的高強度研發投入，成功開發出全球最大，直徑60mm的氮化鋁單晶及晶圓，也是全球首家藍寶石基氮化鋁薄膜模板大批量制造商。目前可向客戶提供1英寸/2英寸高質量氮化鋁單晶襯底、2/4/6英寸藍寶石基/硅基/碳化硅基氮化鋁、氮化鋁鈧薄膜模板、氮化鋁單晶氣相沉積爐及熱處理設備等產品，同時向客戶及合作伙伴提供從設備設計、熱場設計、熱場模擬仿真技術開發、咨詢及生長工藝優化到晶圓制程等全環節的完整工藝解決方案與專業技術服務。截止2021年4月，共申請/授權國際、國內專利40項，是全球范圍內本領域專利數量最多的團隊之一，被公認為本領域全球技術的領導者。