奧趨光電在氮化鋁單晶生長領域取得突破性進展

Invited by the committee of the international conference on Light-Emitting Devices and Their Industrial Applications (LEDIA-2019), Ultratrend Technologies Inc. launched world-first 60 mm AlN Single Crystalline Wafers on April 24 at Pacifico Yokohama, Japan. LEDIA-2019 was held on 23-25 April and chaired by Nobel Laureate Prof. Hiroshi Amano. The launched wafers showed world-leading performance revealed by Raman spectroscopy and optical transmission spectra. The Raman spectroscopy exhibits an E2 (high) linewidth at half maximum of 2.85 cm-1, and the entire wafers exhibit excellent UV transparency with the absorption coefficient of 14-21 cm-1in the UV range of 260-280 nm. This achievement means that China has made important breakthrough on this key strategic ultra-wide bandgap semiconductor material. Before this milestone, the largest size of reported AlN single crystalline wafers is 50.8 mm, and such kind of wafers can only be fabricated with very limited volume by the Unites States.

應諾貝爾物理獎獲得者天野浩教授為會議主席的組委會邀請，奧趨光電技術(杭州)有限公司在日本橫濱4月23～25日舉行的LED工業應用國際會議(LEDIA-2019)上，推出了直徑60 mm氮化鋁單晶及晶圓，該晶圓為迄今為止國內外見諸報道的最大尺寸氮化鋁晶圓。檢測結果表明，晶片的拉曼半高寬僅為2.85 cm-1，深紫外260～280 nm波段下的吸收系數低至14～21 cm-1，關鍵性能指標居全球領先水平。該成果標志著中國在第三/四代半導體關鍵戰略新材料氮化鋁單晶領域取得突破性進展，在此之前，美國在全球氮化鋁單晶及晶圓制造方面直徑最大可達2英寸(50.8 mm)，長期處于技術壟斷地位。

圖1 φ60 mm氮化鋁晶圓

氮化鋁是第三代/四代半導體材料的典型代表，憑借其在高溫、高壓、高頻等條件下的優異性能，成為當今最受關注的新型半導體材料之一，也是囯家需重點突破的關鍵戰略新材料。氮化鋁晶圓是高功率、高頻電子器件及紫外探測器、紫外激光和深紫外LED等光電子器件最優秀的襯底材料，在國防、航空航天、保密通信、芯片制造、環保、生物醫療等尖端科技領域具有廣泛的應用前景。由于氮化鋁單晶生長裝備及生長工藝具有極高的技術壁壘及其在軍事、航空航天等領域的應用價值，歐美等國對各尺寸的氮化鋁晶圓襯底全部對中國實施禁運。奧趨光電這一重大進展為我國在該領域的大規模產業化奠定了基礎。

近50年來，世界各國為研發大尺寸氮化鋁單晶作出了長期不懈努力，但進展緩慢。奧趨光電是由知名海外留學歸國團隊領銜創立的我國高科技創新型企業，專注于第三代超寬禁帶半導體氮化鋁單晶生長高端裝備、氮化鋁晶圓襯底材料及其相關產品的研發。數年來，奧趨光電投入大量研發人員及資金，成功開發出具備完全自主知識產權的全球首臺4英寸氮化鋁單晶生長全自動化裝備及系列技術水平領先的獨有專利技術，生長出直徑60 mm氮化鋁單晶，并開發出全套晶圓制程工藝，共申請國際國內專利近30份，成為全球極少數掌握大尺寸、高質量第三代/第四代超寬禁帶半導體氮化鋁晶圓襯底材料的高新技術企業。

圖2 拉曼半高寬檢測結果

圖3 透光性檢測結果