単結晶AlN基板

単結晶AlN基板

間接バンドギャップ半導体よりも光電変換効率の高い単結晶AlN基板をご購入いただけます。PAM-厦門. 窒化アルミニウム (AlN) は重要な青色および紫外発光材料であり、紫外/深紫外発光ダイオード、紫外レーザー ダイオード、および紫外検出器で使用されます。 さらに、AlN は、次のような III 窒化物と連続固溶体を形成できます。GaN系およびInN、およびその三元または四元合金は、可視帯域から遠紫外帯域までバンドギャップを連続的に調整できるため、重要な高性能発光材料になります。 提供した仕様は次のとおりです。

AlN基板

1.単結晶AlN基板ウエハー

PAM210702-AS

直径 10mm*
厚さ 400±50μm
クリスタルタイプ 2H
方向付け {0001}±0.5°
表面仕上げ Al面 CMP(両面研磨はカスタマイズ可能)
粗さ アルフェイス ≤0.5nm
N面(裏面) ≤1.2μm
シェイプ ラウンド
なし
チップス なし
XRD@(0002) ≤300秒角
吸収係数 ≤100cm-1
使用可能エリア ≥90%
TTV ≦30μm
≦30μm
ラップ ≦30μm
クラック なし、肉眼で、高強度の光
表面汚染 なし、肉眼では拡散光
パッケージング 枚葉カップ

 

以下のサイズが利用可能です:

Sl。 いいえ。 サイズ
PAM-AIN-01010 10×10mm
パマイン-010 直径10mm
パマイン-015 直径15mm
パマイン-020 直径20mm
PAM-ALN-025 直径25.4mm
パマイン-030 直径30mm
PAM-AIN-050 直径50.8mm
パマインM M面

2. AlN基板成長プロセスのメリットとデメリット

現在、PVT法によるAlN単結晶基板が製品化されていますが、 AlN基板の価格は非常に高く、大規模な商業化を妨げています。 また、PVT 法で成長した AlN 単結晶は、通常、黄色または茶色であり、光の透過率が低く、深紫外発光デバイスの基板としての製造には適していません。 したがって、透明単結晶AlN基板の大規模な適用を実現するには、効率的で低コストの準備スキームを提案する必要があります。

従来技術において、単結晶AlNを調製するための一般的な成長プロセスには、有機金属化学蒸着(MOCVD)、物理気相輸送(PVT)および水素化物気相エピタキシー(HVPE)が含まれる。 これら 3 つのプロセスの長所と短所は次のとおりです。

MOCVD プロセスの利点は次のとおりです。大面積の AlN 薄膜結晶材料を準備できます。その面積は成長チャンバーのサイズによって決まり、最大直径は 6 インチです。 さまざまな微細構造を得るために準備でき、非常に平らな表面を持ちます。 これは、MOCVD プロセスでの材料の成長速度が遅いことに関連しています。

ただし、MOCVD プロセスの欠点は次のとおりです。ヘテロエピタキシャルによって引き起こされる応力と高転位を克服するのは困難です。 また、MOCVD プロセスの材料成長速度は遅く (1 時間あたり数百ナノメートル)、数百ミクロンの厚さの商用 AlN 基板の準備には適していません。 金属アルミニウム有機化合物TMAlとNH 3 との予備反応は深刻である。

HVPE プロセスの利点は、大面積の AlN 単結晶材料を準備できることです。 AlN単結晶材料の面積は、異種基板および成長チャンバのサイズによって決定される。 現在、最大の面積は直径わずか 2 インチです。 HVPEは成長速度が速く、基板として使用するAlN厚膜単結晶材料(厚さ数百ミクロン)を作製でき、異種貫通転位(転位密度106cm-2-107cm-2).

ただし、HVPE プロセスの欠点は次のとおりです。平坦な表面と高い結晶性を備えた材料を得るために直接ヘテロエピタキシャル成長させることは困難です。 ヘテロエピタキシャル成長によって引き起こされる応力によって引き起こされるエピタキシャル膜の曲がりや亀裂を克服することは困難であり、これは不均一なライニングを得ることを困難にする。 完全で大面積の支持されていないAlN厚膜単結晶材料を得るために底から剥がすと、材料の歩留まりが低く、商業化には適していません。

PVT の利点は次のとおりです。高速材料成長 (1 時間あたり数百マイクロメートル)。 低転位密度 (102cm-2-104cm-2); 設備の維持費が安い。 プロセスが成熟すると、生産の規模を拡大するのは非常に簡単です。

ただし、PVT プロセスの欠点は次のとおりです。材料の成長温度が非常に高く、成長チャンバーの温度勾配制御に対する高い要件があります。 PVT によって成長した AlN 単結晶はほとんどがオレンジ色と茶色で、光の透過率は良くありません。 材料の極性は制御が困難です。

3. 単結晶 AlN ウェーハ作製の技術的課題

AlN を商品化するために、AlN 基板メーカーは、次の技術的問題を解決するための措置を講じる必要があります。

第一に、PVT によって作製された AlN 単結晶基板の UV 光吸収の問題は、まだ解決されていません。 そこで、HVPE-AlN単結晶を得た後、深紫外発光素子の発光性能を向上させるために、透明性の悪いPVT-AlN基板とこのPVT-AlN基板を除去する化学機械研磨(CMP)法が高い評価を得ています。 - 非常に高価な高品質の単結晶 AlN 材料。 そこで、基板材料を研削してAlN単結晶を得る。 これは大きな無駄であり、深紫外発光デバイスの製造コストが増加します。

第二に、CMP プロセス自体に時間がかかり、労働集約的であり、処理された材料の表面が不均一で、酸化の問題が発生しやすい。

第三に、HVPE法で成長させたAlNは応力が大きく、研削・研磨工程でクラックなどの問題が発生しやすい。

4. AlN単結晶基板への応用

AlN 結晶は、GaN、AlGaN、および AlN エピタキシャル材料の理想的な基板です。 サファイアまたは SiC 基板と比較して、AlN および GaN は熱的整合性と化学的適合性が高く、基板とエピタキシャル層の間の応力が小さくなります。 したがって、AlN 結晶を GaN のエピタキシャル成長用基板として使用すると、大幅に削減できます。デバイスの欠陥密度を改善し、デバイスの性能を向上させ、高温、高周​​波、および高出力の電子デバイスの準備に良好なアプリケーションの見通しを持っています。

さらに、AlN 基板を使用して高アルミニウム (Al) 成分の AlGaN エピタキシャル材料を成長させると、窒化物エピタキシャル層の欠陥密度も効果的に低減し、窒化物半導体デバイスの性能と耐用年数を大幅に改善できます。 さらに、AlN 基板ウェーハは非線形光学係数が高く、第 2 高調波送信機に使用できます。

powerwaywafer

詳細については、メールでお問い合わせください。 victorchan@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com.

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