奥趋光电在氮化铝单晶生长领域取得突破性进展

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.

应诺贝尔物理奖获得者天野浩教授为会议主席的组委会邀请，奥趋光电技术(杭州)有限公司在日本横滨4月23～25日举行的LED工业应用国际会议(LEDIA-2019)上，推出了直径60 mm氮化铝单晶及晶圆，该晶圆为迄今为止国内外见诸报道的最大尺寸氮化铝晶圆。检测结果表明，晶片的拉曼半高宽仅为2.85 cm-1，深紫外260～280 nm波段下的吸收系数低至14～21 cm-1，关键性能指标居全球领先水平。该成果标志着中国在第三/四代半导体关键战略新材料氮化铝单晶领域取得突破性进展，在此之前，美国在全球氮化铝单晶及晶圆制造方面直径最大可达2英寸(50.8 mm)，长期处于技术垄断地位。

图1 φ60 mm氮化铝晶圆

氮化铝是第三代/四代半导体材料的典型代表，凭借其在高温、高压、高频等条件下的优异性能，成为当今最受关注的新型半导体材料之一，也是囯家需重点突破的关键战略新材料。氮化铝晶圆是高功率、高频电子器件及紫外探测器、紫外激光和深紫外LED等光电子器件最优秀的衬底材料，在国防、航空航天、保密通信、芯片制造、环保、生物医疗等尖端科技领域具有广泛的应用前景。由于氮化铝单晶生长装备及生长工艺具有极高的技术壁垒及其在军事、航空航天等领域的应用价值，欧美等国对各尺寸的氮化铝晶圆衬底全部对中国实施禁运。奥趋光电这一重大进展为我国在该领域的大规模产业化奠定了基础。

近50年来，世界各国为研发大尺寸氮化铝单晶作出了长期不懈努力，但进展缓慢。奥趋光电是由知名海外留学归国团队领衔创立的我国高科技创新型企业，专注于第三代超宽禁带半导体氮化铝单晶生长高端装备、氮化铝晶圆衬底材料及其相关产品的研发。数年来，奥趋光电投入大量研发人员及资金，成功开发出具备完全自主知识产权的全球首台4英寸氮化铝单晶生长全自动化装备及系列技术水平领先的独有专利技术，生长出直径60 mm氮化铝单晶，并开发出全套晶圆制程工艺，共申请国际国内专利近30份，成为全球极少数掌握大尺寸、高质量第三代/第四代超宽禁带半导体氮化铝晶圆衬底材料的高新技术企业。

图2 拉曼半高宽检测结果

图3 透光性检测结果