Chất nền và mẫu tinh thể đơn AlN

Mẫu AlN có độ trong suốt cao trên nền sapphire và silicon có sẵn từPAM-Hạ Môn, phù hợp để chế tạo các thiết bị BAW, SAW tần số cao và điện tử công suất. Mẫu nhôm nitride (AIN) không chỉ có các đặc tính của màng áp điện AIN mà còn có các đặc tính là tốc độ truyền âm thanh cao hơn, độ suy giảm âm thanh thấp hơn, hệ số ghép cơ điện lớn hơn và hệ số giãn nở nhiệt tương tự như Si. Do đó, nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thiết bị sóng âm bề mặt (SAW), thiết bị sóng âm số lượng lớn (BAW) và truyền thông băng thông rộng tần số cao. Do màng AIN có tốc độ BAW cao (11300m/s) và tốc độ SAW (>7500m/s), nên BAW và SAW được chế tạo trên mẫu AlN epiready có những ưu điểm rõ ràng.

1. Thông số kỹ thuật AlN đơn tinh thể

Chất nền tinh thể AlN(PAM210702-AlN)

Kích thước		10x10mm
Độ dày		400 ± 50 µm
loại tinh thể		2H
Định hướng		{0001}± 0,5°
Bề mặt hoàn thiện mặt Al		CMP, đánh bóng một mặt
Sự thô ráp	mặt Al	.50,5nm
	Mặt chữ N (mặt sau)	.21,2 µm
hình dáng		Rectangle
vết trầy xước		Không ai
Độ dài tích lũy		.01,0 mm
Diện tích sử dụng		≥90%
TTV		30 µm
Cây cung		30 µm
Bọc		30 µm
Các vết nứt		Không, bằng mắt thường, ánh sáng cường độ cao
Ô nhiễm bề mặt		Không, bằng mắt thường, ánh sáng khuếch tán
Bao bì		Cốc wafer đơn

 

Chất nền than chì dày 0,04” cho Giá đỡ mẫu của lò RTP, 3” hoặc 5” OD có thể lựa chọn – EQ-G-Holder
Chất nền nhôm Nitride dày 3” Dia x 0,025” cho Giá đỡ mẫu của lò RTP – Giá đỡ EQ-AIN

AlN đơn tinh thể

Chất nền đơn tinh thể AlN <0001>,10x10x0,45mm, 2SP
Chất nền đơn tinh thể AlN <0001>,5x5x0,45mm, 2SP

Mẫu AlN trên Silicon

Mẫu AlN chưa pha tạp trên Silicon ( Si <111> loại P ) 5mmx5mm x 200 nm
Mẫu AlN không pha tạp trên Silicon ( Si <111> loại P ) 10mmx10mm x 200 nm
Mẫu AlN trên 4” Silicon (Si <111>, loại P, pha tạp B) 4”x 500 nm
Mẫu AlN chưa pha tạp trên 2” Silicon (loại Si <111> N) 2”x 500 nm
Mẫu AlN chưa pha tạp trên 2” Silicon (Si <111>, loại N) 2”x 200 nm
Mẫu AlN chưa pha tạp trên 4” Silicon (Si, trên <111> loại P) 4”x 200 nm

Mẫu AlN trên Sapphire

Chất nền đơn tinh thể AlN <0001>,10x10x0,45mm, 2SP
Chất nền đơn tinh thể AlN <0001>,5x5x0,45mm, 2SP
Mẫu AlN không pha tạp trên Sapphire, 2 inchx1000nm t- đánh bóng hai mặt
Mẫu AlN chưa pha tạp trên Sapphire 10x10mmx1000nm
Mẫu AlN chưa pha tạp trên Sapphire 10x10mmx5000nm
Mẫu AlN chưa pha tạp trên Sapphire 2"Dia. dày x1000nm, đánh bóng một mặt
Mẫu AlN chưa pha tạp trên Sapphire 5x5x0.5mm,1sp, phim: 1000nm
Mẫu AlN trên Sapphire, 2″x 5000 nm
Mẫu AlN trên Sapphire 4″x 1000 nm
Mẫu AlN trên Sapphire, 4"x 5000 nm

Các mẫu AlN, ví dụ màng mỏng epiticular AlN trên đế đơn tinh thể, là Làn sóng mới trongVật liệu bán dẫn nitrit, cung cấp giải pháp tiết kiệm chi phí nhất để phát triển màng mỏng III-V nitride chất lượng cao.

2. Về nhôm Ntride

AlN là pha ổn định duy nhất trong hệ nhị phân AI-N. Nó có liên kết cộng hóa trị và cấu trúc wurtzite hình lục giác và không thể tan chảy dưới áp suất bình thường, nhưng phân hủy ở 2500K. Nhôm nitrit có độ truyền quang cao trong toàn bộ dải tần nhìn thấy và hồng ngoại.

Dưới đây là một loạt các đặc tính tuyệt vời của vật liệu bán dẫn AIN:

• Khoảng cách dải là khoảng cách dải trực tiếp là 6,2eV. Vì vậy lớp AlN đa tinh thể là vật liệu phát sáng màu xanh lam và tia cực tím quan trọng;
• Nó có độ dẫn nhiệt cao, điện trở suất cao, trường đánh thủng mạnh, hệ số điện môi thấp, là vật liệu điện tử tuyệt vời với nhiệt độ cao, tần số cao và công suất cao cho các thiết bị;
• AIN định hướng dọc theo trục c có đặc tính áp điện rất tốt và đặc tính truyền tốc độ cao của sóng âm bề mặt, đây là vật liệu áp điện tuyệt vời cho các thiết bị sóng âm bề mặt;
• Tinh thể nhôm nitrit và tinh thể gali nitrit có hệ số giãn nở nhiệt và hằng số mạng rất gần nhau, đây là vật liệu nền được ưu tiên cho sự phát triển epiticular của các thiết bị quang điện tử dựa trên gali nitrit.

So sánh AIN và các vật liệu bán dẫn thông dụng khác về đặc tính:

Vật liệu	AIN	Si	GaAs	GaN	3C-SiC	6H-SiC	SiO2
Độ rộng vùng cấm (eV)	6.2	1.12	1.43	3.4	2.2	2.9	9
Hệ số giãn nở nhiệt (10-6K-1)	4.5	2.6	5.9	5.6	4.7	4.8	0.5
Mật độ (g/ cm3)	3.26	2.33	5.32	6.09	3.20	3.20	2.27
Cường độ trường phân tích (106V/cm)	14	0.2	0.5	>10	3	4	13
Độ dẫn nhiệt (W/cmoC)	3.0	1.5	0.46	1.3	5	5	0.014
Hằng số điện môi	8.5	11.9	12.8	1 1.1	9.7	10	3.9
Điện trở suất (ohm-cm)	>1013	1000	108	>1010	150	-	>1014
chỉ số khúc xạ	2. 15	3.5	3.4	2.33	2.7	2.7	1.46

 

3. Tăng trưởng epiticular của AlN

Hiện nay, kỹ thuật tăng trưởng AlN đã khá hoàn thiện và màng mỏng AIN đã được điều chế bằng cách lắng đọng bằng nhiều công nghệ khác nhau. Các phương pháp phổ biến nhất bao gồm lắng đọng hơi hóa học (CVD), bay hơi nhiệt, epit Wax chùm phân tử (MBE), lắng đọng xung laser (PLD), nitrat hóa chùm ion, phún xạ magnetron phản ứng (RS), v.v.

Ngoài công nghệ tăng trưởng lớp epiticular AlN, một yếu tố quan trọng khác trong quá trình tăng trưởng epitaxy của màng mỏng là việc lựa chọn chất nền phù hợp. Các hạng mục quan trọng được xem xét bao gồm chất lượng tinh thể, các thông số mạng, hệ số giãn nở nhiệt, tính thực tế và giá cả, v.v. Để phát triển epiticular của mẫu AlN, bảng sau liệt kê một số thông số và vật liệu nền thường được sử dụng:

Đặc điểm tinh thể		AIN Hex.	GaN Hex.	trongN Hex.	a-Al2O3 Hex.	6H-SiC Hex.	Si Khối
Cấu trúc tinh thể
Hằng số mạng (A)	một	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
Hệ số giãn nở nhiệt	một	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

 

Trong số các chất nền được đưa ra trong bảng, Si đã trở thành chất nền đầu tiên được sử dụng vì các đặc tính phổ biến rộng rãi, chi phí thấp và công nghệ hoàn thiện của nó. Tuy nhiên, nitrit nhóm II (AlN, GaN và InN) có mạng tinh thể không khớp lớn với Si, cấu trúc tinh thể của chúng (cấu trúc wurtzite lục giác và cấu trúc kim cương lập phương) không khớp nhau và hệ số giãn nở nhiệt cũng rất khác nhau. Đây là lý do tại sao rất khó để phát triển mẫu AlN trên đế Si, đặc biệt khi cần chuẩn bị màng dày hơn.

Các thông số mạng của 6H-SiC tương đối gần với AlN (xấp xỉ trong khoảng 1%) và có cùng hệ số giãn nở nhiệt (4,2×10°C). Do đó, 6H-SiC được coi là chất nền được ưu tiên để phát triển mẫu AlN chất lượng cao. Tuy nhiên, so với các chất nền khác, do độ cứng cực cao của 6H-SiC nên rất khó đánh bóng, dẫn đến chất lượng bề mặt đặc biệt kém của tấm wafer 6H-SiC. Địa hình bề mặt kém của chất nền thường dẫn đến chất lượng màng kém và 6H-SiC rất đắt và không dễ kiếm được.

Chất nền sapphire (a-Al2O3) đã được áp dụng thành công cho sự phát triển của sub-nitrit. Trong số các nitrua, AlN có mối tương quan hiệu suất gần nhất với sapphire. Từ quan điểm hóa học, sự phát triển của mẫu AlN/sapphire bao gồm một quá trình chuyển đổi đơn giản từ Al oxit thành nitrit. Người ta đã chứng minh rằng màng AlN được chuẩn bị bởi MOCVD hoặc MBE. Do tính ổn định của sapphire và nhóm không gian lục giác trục c chung, sapphire định hướng (0001) là chất nền phù hợp để phát triển các mẫu AlN có mật độ trật khớp thấp.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tại[email protected] và [email protected].