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氮化铝AlN外延片

AlN 外延片是指在衬底(如蓝宝石、硅、碳化硅、金刚石等)上通过外延生长方法(MOCVD、MBE等)形成的高质量氮化铝薄膜。其厚度范围从数纳米到几微米不等,具有高结晶质量、低缺陷密度等特点。
性能特点
常用衬底类型
蓝宝石(Al₂O₃):性价比高,工艺成熟
SiC:晶格匹配好,适合高功率电子器件
金刚石:超高热导率,适合极端热管理需求
硅(Si):成本低,适用于大尺寸兼容工艺
技术挑战与发展趋势
结晶质量仍受衬底影响,位错密度控制是关键;
高铝组分 AlGaN 的外延挑战更高;
掺杂控制、应力管理与大面积均匀性是产业化瓶颈;
正在向大尺寸(4英寸、6英寸)低缺陷外延片迈进。
二面体(上海)科技有限公司提供不同衬底的氮化铝(AlN)外延片。
应用
--深紫外发光器件(DUV-LED)
工作波长200–280 nm,用于杀菌消毒、光刻、空气净化
--高频高功率电子器件
用作 AlGaN HEMT 通道或缓冲层,提升器件击穿电压
--声学与压电器件
SAW、BAW 滤波器基底材料,应用于5G通信
--光电传感器
适用于紫外探测器、高温电路和高速开关器件
特点
1. 超宽禁带特性 氮化铝的禁带宽度达 6.0 eV,是目前主流半导体中最宽之一。可承受极高电压,适合高功率器件和深紫外光电子器件(DUV)。
2. 极高击穿电场 临界击穿电场高达 12–15 MV/cm,远高于GaN和SiC,有助于构建高击穿、高效率的功率电子器件。
3. 优异热导率 热导率可达 285–321 W/m·K,优于GaN,有助于热管理与高温应用,适合高密度器件封装。
4. 紫外透明性 对200–300 nm深紫外区域几乎全透明,是DUV-LED、紫外探测器等器件的理想材料。
5. 优良压电性能 具有高压电常数,适用于表面声波(SAW)与体声波(BAW)滤波器,广泛用于5G通信。
6. 极高声速 声速高达 11,000 m/s,使其成为高频声学器件的优质平台。
7. 电绝缘性强 漏电流极低,适合作为绝缘层或缓冲层,提升整体器件可靠性。
8. 工艺兼容性好 适配多种衬底(蓝宝石、SiC、金刚石、Si),并兼容 MOCVD、MBE 等成熟外延工艺。
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性能指标 数值范围/描述 禁带宽度 ~6.0 eV(超宽禁带) 临界击穿电场 12–15 MV/cm 热导率 可达 285–321 W/m·K(优于GaN) 声速 高达 11,000 m/s(适合声学器件) 电绝缘性 优异,漏电流极低 光学透明性 UV 区域透明,适用于深紫外器件 不同衬底外延片
规格参数(parameters)
AlN/Si
AlN/Al2O3
AlN/C(金刚石)
基底(Substrate)
Si(111) (厚度可
定制)
Al2O3(002)
(厚度可定制)
0.2~0.5mm;多晶
尺寸(inch)可订制
2-4
2-4
10*10mm; 2"
AlN 膜厚(Thickness)
5~4000nm
5-4000nm
5-4000nm
晶向(Orientation)
c-aixs [0001]
c-aixs [0001]
c-aixs [0001]
粗糙度(nm) (5x5μm)
Ra< 1.5nm (200nm)
Ra < 1.2nm (200nm)
Ra < 2nm (200nm)
HRXRD 半高宽@(0002)
<0.9 °
<0.05 °
<3°
翘曲度(Warp)
<30μm
<30μm
<30μm
弯曲度(Bow)
-10 ~15μm
-10 ~15μm
-10 ~15μm