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(yīng)諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者天野浩教授為會(huì)議主席的組委會(huì)邀請(qǐng)，奧趨光電技術(shù)(杭州)有限公司在日本橫濱4月23～25日舉行的LED工業(yè)應(yīng)用國(guó)際會(huì)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(guó)內(nèi)外見諸報(bào)道的最大尺寸氮化鋁晶圓。檢測(cè)結(jié)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(shù)低至14～21 cm-1，關(guān)鍵性能指標(biāo)居全球領(lǐng)先水平。該成果標(biāo)志著中國(guó)在第三/四代半導(dǎo)體關(guān)鍵戰(zhàn)略新材料氮化鋁單晶領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，在此之前，美國(guó)在全球氮化鋁單晶及晶圓制造方面直徑最大可達(dá)2英寸(50.8 mm)，長(zhǎng)期處于技術(shù)壟斷地位。

圖1 φ60 mm氮化鋁晶圓

氮化鋁是第三代/四代半導(dǎo)體材料的典型代表，憑借其在高溫、高壓、高頻等條件下的優(yōu)異性能，成為當(dāng)今最受關(guān)注的新型半導(dǎo)體材料之一，也是囯家需重點(diǎn)突破的關(guān)鍵戰(zhàn)略新材料。氮化鋁晶圓是高功率、高頻電子器件及紫外探測(cè)器、紫外激光和深紫外LED等光電子器件最優(yōu)秀的襯底材料，在國(guó)防、航空航天、保密通信、芯片制造、環(huán)保、生物醫(yī)療等尖端科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。由于氮化鋁單晶生長(zhǎng)裝備及生長(zhǎng)工藝具有極高的技術(shù)壁壘及其在軍事、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，歐美等國(guó)對(duì)各尺寸的氮化鋁晶圓襯底全部對(duì)中國(guó)實(shí)施禁運(yùn)。奧趨光電這一重大進(jìn)展為我國(guó)在該領(lǐng)域的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。

近50年來，世界各國(guó)為研發(fā)大尺寸氮化鋁單晶作出了長(zhǎng)期不懈努力，但進(jìn)展緩慢。奧趨光電是由知名海外留學(xué)歸國(guó)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜創(chuàng)立的我國(guó)高科技創(chuàng)新型企業(yè)，專注于第三代超寬禁帶半導(dǎo)體氮化鋁單晶生長(zhǎng)高端裝備、氮化鋁晶圓襯底材料及其相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。數(shù)年來，奧趨光電投入大量研發(fā)人員及資金，成功開發(fā)出具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球首臺(tái)4英寸氮化鋁單晶生長(zhǎng)全自動(dòng)化裝備及系列技術(shù)水平領(lǐng)先的獨(dú)有專利技術(shù)，生長(zhǎng)出直徑60 mm氮化鋁單晶，并開發(fā)出全套晶圓制程工藝，共申請(qǐng)國(guó)際國(guó)內(nèi)專利近30份，成為全球極少數(shù)掌握大尺寸、高質(zhì)量第三代/第四代超寬禁帶半導(dǎo)體氮化鋁晶圓襯底材料的高新技術(shù)企業(yè)。

圖2 拉曼半高寬檢測(cè)結(jié)果

圖3 透光性檢測(cè)結(jié)果