金刚石基氮化铝

AlN-on-Diamond · 全球首创 · XRD(0002) <3° · 金刚石热导率 2000 W/(m·K)

产品概述 氮化铝优势 技术参数 衬底方案对比 应用场景 定制能力

产品概述

金刚石基氮化铝(AlN-on-Diamond)是全球首创的高性能复合衬底产品。通过在CVD金刚石基底上外延生长高质量氮化铝(AlN)薄膜,将金刚石的超高热导率(室温下可达2000 W/(m·K))与氮化铝优异的压电性、宽带隙特性完美结合。该产品XRD(0002)摇摆曲线半峰宽<3°,生长面表面粗糙度Ra<2nm(氮化铝厚度200nm),为高品质GaN外延生长和高端电子器件制造提供了革命性衬底方案。

氮化铝(AlN)是极具应用潜力的超宽禁带半导体材料,禁带宽度高达6.2eV,同时具有高击穿场强、高饱和电子迁移率、高化学和热稳定性,及高导热、抗辐射等优异性能。将氮化铝与金刚石衬底结合后,在保留所有AlN优异特性的同时,散热能力提升10倍以上,为高功率密度器件提供了前所未有的热管理能力。

< 3°
XRD(0002)摇摆曲线半峰宽
Ra < 2 nm
表面粗糙度 · 原子级平整
2000 W/(m·K)
金刚石热导率 · 极致散热
全球首创
助力高品质GaN外延生长
全球首创产品 XRD(0002) <3° Ra <2nm 超平整 CVD金刚石基底 c-axis取向AlN 高品质GaN外延

氮化铝(AlN)的材料优势

氮化铝是极具应用潜力的超宽禁带半导体材料,具有以下突出的物理和电学性能:

技术参数

基底与尺寸参数
基底材料多晶CVD金刚石,200μm–500μm
标准尺寸1cm×1cm; 2英寸; 可定制
AlN外延厚度5–200nm,可定制
晶面取向c-axis [0001]
表面粗糙度 (5×5μm)Ra < 2nm (200nm)
翘曲度 (Warp)< 30μm
弯曲度 (Bow)-10 ~ 15μm
包装单片/多片晶圆盒
晶体质量与性能指标
HRXRD半高宽@(0002)< 3°
金刚石热导率可达 2000 W/(m·K)
金刚石密度3.32 g/cm³
金刚石热膨胀系数~1.0 × 10⁻⁶ /K
AlN禁带宽度6.2 eV
金刚石体积电阻率≥ 10¹³ Ω·cm
金刚石杨氏模量1000–1100 GPa

氮化铝衬底方案对比

衬底类型热导率 W/(m·K)XRD(0002)半峰宽表面粗糙度适用场景
蓝宝石基氮化铝~40(蓝宝石)< 0.05°Ra < 1.2nmUVC LED、低成本方案
硅基氮化铝~150(硅)中等适中MEMS、SAW器件
金刚石基氮化铝~2000(金刚石)< 3°Ra < 2nm高功率器件、极致散热

* 金刚石基氮化铝在热导率方面远超其他衬底方案(是蓝宝石的约50倍),特别适合对散热要求极高的高功率密度电子器件。

应用场景

深紫外 LED (UVC LED)

AlN-on-Diamond 衬底用于UVC LED外延生长,金刚石超高热导率有效降低结温,大幅提升光输出功率、产品良率和器件寿命。

紫外激光器 (UV LD)

紫外激光器功率密度高、发热量大,金刚石基AlN衬底确保激光器长期稳定工作,光功率衰减显著降低。

GaN 高功率器件

GaN HEMT高功率器件以AlN-on-Diamond为衬底,散热能力飞跃式提升,功率密度和可靠性均可大幅优化。

5G 高频电子器件

5G射频前端GaN功放芯片采用金刚石基底散热,满足5G基站AAU/RRU对高功率密度和热管理的严苛要求。

SAW/BAW 滤波器

AlN优异的压电性能结合金刚石基底散热,用于GHz级声表面波(SAW)和体声波(BAW)滤波器,在5G多频段场景下稳定工作。

MEMS 传感器 & 执行器

氮化铝压电薄膜用于高灵敏度MEMS传感器、微执行器和能量收集器,金刚石基底提供结构强度和热稳定性。

卫星 & 航天电子

星载通信设备的压电驱动和传感元件以AlN-on-Diamond为基底,在真空、辐照等极端环境下保持高可靠性。

蓝光/紫外发光器件

作为宽禁带直接带隙发光材料底衬底,金刚石的高导热特性确保高注入电流下的发光效率和稳定性。

定制与加工能力

提供从金刚石基底到AlN外延的一体化定制服务,满足不同器件的衬底需求。

衬底定制
金刚石基底厚度200–500μm(可定制)
AlN外延厚度5–200nm(可定制)
标准尺寸1cm×1cm; 2英寸; 可定制任意尺寸
金刚石类型多晶CVD金刚石
晶面取向c-axis [0001]
加工服务
表面精抛金刚石面/生长面精密抛光
激光切割高精度衬底尺寸切割
金属化可提供背面金属化方案
包装单片/多片晶圆盒洁净包装
质量检测每批次提供XRD/AFM检测数据

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