サファイアおよびシリコン基板上の高透明度 AlN テンプレートは、以下から入手できます。PAM-厦門、高周波BAW、SAWデバイス、パワーエレクトロニクスの製造に適しています。 窒化アルミニウム (AIN) テンプレートは、AIN 圧電膜の特性を備えているだけでなく、Si と同様に高い音の伝播速度、低い音の損失、より大きな電気機械結合係数および熱膨張係数という特性を備えています。 したがって、弾性表面波 (SAW) およびバルク弾性波 (BAW) デバイス、高周波ブロードバンド通信の分野で幅広い応用の可能性があります。 AIN 膜は高い BAW 速度 (11300m/s) と SAW 速度 (>7500m/s) を備えているため、エピレディ AlN テンプレート上に製造された BAW および SAW には明らかな利点があります。
1. 単結晶AlN仕様
AlN結晶基板(PAM210702-AlN)
| サイズ | 10×10mm | |
| 厚さ | 400±50μm | |
| 結晶の種類 | 2H | |
| オリエンテーション | {0001}±0.5° | |
| 表面仕上げ Al 面 | CMP、片面研磨 | |
| 粗さ | アルフェイス | ≤0.5nm |
| N面（裏面） | ≤1.2μm | |
| シェイプ | 矩形 | |
| 傷 | なし | |
| 累積長さ | ≤1.0mm | |
| 使用可能領域 | ≥90％ | |
| TTV | ≤ 30μm | |
| 弓 | ≤ 30μm | |
| ラップ | ≤ 30μm | |
| クラック | なし、肉眼、高輝度光 | |
| 表面の汚染 | 裸眼では光が拡散しない | |
| パッケージング | 枚葉式ウエハースカップ | |
RTP 炉のサンプルホルダー用厚さ 0.04 インチのグラファイト基板、外径 3 インチまたは 5 インチを選択可能 – EQ-G-Holder
RTP 炉のサンプルホルダー用直径 3 インチ x 厚さ 0.025 インチの窒化アルミニウム基板 – EQ-AIN-Holder
AlN単結晶
AlN単結晶基板<0001>、10x10x0.45mm、2SP
AlN単結晶基板<0001>、5x5x0.45mm、2SP
シリコン上の AlN テンプレート
シリコン上のアンドープ AlN テンプレート (Si <111> P タイプ) 5mmx5mm x 200 nm
シリコン上のアンドープ AlN テンプレート (Si <111> P タイプ) 10mmx10mm x 200 nm
4 インチシリコン上の AlN テンプレート (Si <111>、P 型、B ドープ) 4 インチ x 500 nm
2 インチシリコン上のアンドープ AlN テンプレート (Si <111> N タイプ) 2 インチ x 500 nm
2 インチシリコン上のアンドープ AlN テンプレート (Si <111> 、N タイプ) 2 インチ x 200 nm
4 インチシリコン上のアンドープ AlN テンプレート (Si、<111> P タイプ) 4 インチ x 200 nm
サファイア上の AlN テンプレート
AlN単結晶基板<0001>、10x10x0.45mm、2SP
AlN単結晶基板<0001>、5x5x0.45mm、2SP
サファイア上のアンドープ AlN テンプレート、2 インチ x 1000nm t - 両面研磨
サファイア上のアンドープ AlN テンプレート 10x10mmx1000nm
サファイア上のアンドープ AlN テンプレート 10x10mmx5000nm
直径 2 インチのサファイア上のアンドープ AlN テンプレートx1000nm厚、片面研磨
サファイア上のアンドープ AlN テンプレート 5x5x0.5mm、1sp、フィルム: 1000nm
サファイア上の AlN テンプレート、2 インチ x 5000 nm
サファイア上の AlN テンプレート 4 インチ x 1000 nm
サファイア上の AlN テンプレート、4 インチ x 5000 nm
AlN テンプレート、たとえば単結晶基板上の AlN エピタキシャル薄膜は、窒化物半導体材料これは、高品質の III-V 族窒化物薄膜を成長させるための最もコスト効率の高いソリューションを提供します。
2. 窒化アルミニウムについて
AlN は、AI-N 二元系の唯一の安定相です。 共有結合と六方晶系ウルツ鉱構造を持ち、常圧では溶けませんが、2500Kで分解します。 窒化アルミニウムは、可視および赤外の周波数帯域全体で高い光透過率を持っています。
AIN 半導体材料のさまざまな優れた特性を次に示します。
- バンドギャップは6.2eVの直接バンドギャップです。 したがって、多結晶AlN層は重要な青色および紫外発光材料です。
- 高い熱伝導率、高い抵抗率、強い絶縁破壊電界、低い誘電率を有しており、高温、高周波、高出力のデバイス向けの優れた電子材料です。
- ｃ軸に沿って配向したＡｌＮは、非常に優れた圧電性と弾性表面波の高速伝播特性を有しており、弾性表面波デバイス用の優れた圧電材料である。
- 窒化アルミニウム結晶と窒化ガリウム結晶は格子定数と熱膨張係数が非常に近いため、窒化ガリウムベースの光電子デバイスのエピタキシャル成長に好ましい基板材料です。
AINと他の一般的に使用される半導体材料の特性の比較:
| マテリアル | AIN | シ | GaAsの | GaN | 3C-SiC | 6H-SiCの | SiO2 |
| バンドギャップ幅 (eV) | 6.2 | 1.12 | 1.43 | 3.4 | 2.2 | 2.9 | 9 |
| 熱膨張係数(10-6K-1) | 4.5 | 2.6 | 5.9 | 5.6 | 4.7 | 4.8 | 0.5 |
| 密度(g/cm3) | 3.26 | 2.33 | 5.32 | 6.09 | 3.20 | 3.20 | 2.27 |
| 破壊電界強度 (106V/cm) | 14 | 0.2 | 0.5 | >10 | 3 | 4 | 13 |
| 熱伝導率(W/cm℃) | 3.0 | 1.5 | 0.46 | 1.3 | 5 | 5 | 0.014 |
| 誘電率 | 8.5 | 11.9 | 12.8 | 1 1.1 | 9.7 | 10 | 3.9 |
| 抵抗率 (オーム-cm) | >1013 | 1000 | 108 | >1010 | 150 | – | >1014 |
| 屈折率 | 2.15 | 3.5 | 3.4 | 2.33 | 2.7 | 2.7 | 1.46 |
3. AlNのエピタキシャル成長
現在、AlN 成長技術は非常に成熟しており、AlN 薄膜はさまざまな技術を使用した蒸着によって作製されています。 最も一般的な方法には、化学蒸着 (CVD)、熱蒸着、分子線エピタキシー (MBE)、パルス レーザー蒸着 (PLD)、イオン ビーム窒化、反応性マグネトロン スパッタリング (RS) などが含まれます。
AlN エピタキシャル層の成長技術に加えて、薄膜のエピタキシャル成長におけるもう 1 つの重要な要素は、適切な基板の選択です。 考慮される重要な項目には、結晶品質、格子パラメータ、熱膨張係数、実用性、価格などが含まれます。AlN テンプレートのエピタキシャル成長について、次の表に一般的に使用される基板材料とパラメータをいくつか示します。
| 結晶の特性 | AIN 16 進数。 |
GaN系 16 進数。 |
宿 16 進数。 |
a-Al2O3 16 進数。 |
6H-SiCの 16 進数。 |
シ
キュービック |
|
| 結晶構造 | |||||||
| 格子定数(A) | a | 3.111 | 3.186 | 3.545 | 4.758 | 3.081 | 5.43 |
| c | 4.979 | 5.178 | 5.703 | 11.991 | 15.092 | 5.43 | |
| c/a | 1.6 | 1.625 | 1.609 | 1.73 | 4.9 | 1 | |
| 熱膨張係数 | a | 4.2 | 5.59 | 5.7 | 7.5 | 4.2 | 3.59 |
| (10-6C-1) | c | 5.3 | 3.17 | 3.7 | 8.5 | 4.68 | 3.59 |
表に示した基板の中で、Si はその特性が広く入手可能であり、コストが低く、技術が成熟しているため、最初に使用される基板となっています。 しかし、II族窒化物（AlN、GaN、InN）はSiとの格子不整合が大きく、結晶構造（六方晶系ウルツ鉱構造と立方晶系ダイヤモンド構造）が一致せず、熱膨張係数も大きく異なります。 これが、特に厚い膜を準備する必要がある場合に、Si 基板上に AlN テンプレートをエピタキシャル成長させることが難しい理由です。
6H-SiC の格子パラメータは AlN の格子パラメータに比較的近く (約 1% 以内)、同じ熱膨張係数 (4.2×10°C) を持っています。 したがって、6H-SiC は高品質の AlN テンプレートを成長させるための好ましい基板であると考えられています。 しかし、6H-SiCは他の基板に比べて硬度が非常に高いため研磨が難しく、特に6H-SiCウェーハの表面品質は劣ります。 基板の表面トポグラフィーが悪いと膜の品質が低下することが多く、6H-SiC は非常に高価で入手が容易ではありません。
サファイア (a-Al2O3) 基板は、亜窒化物の成長に適用することに成功しました。 窒化物の中で、AlN はサファイアと最も近い性能相関関係を持っています。 化学的な観点から見ると、AlN / サファイア テンプレートの成長には、Al 酸化物から窒化物への単純な変換が含まれます。 AlN 膜は MOCVD または MBE によって作製されることが証明されています。 サファイアの安定性と c 軸六方晶系空間群が共有されているため、(0001) 配向サファイアは低転位密度の AlN テンプレートを成長させるのに適した基板です。
詳細については、メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.