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氮化铝AIN薄膜是新一代5G射频的核心材料

发表时间:2021-09-28 10:16作者:化合积电网址:http://www.csmc-semi.com

AlN是第三代/第四代半导体材料的一种,其薄膜具有高电阻率、高热导率、高稳定性及高声波传输速率等优异的物理性能,在高温、高压、高频等条件下性能尤为显著,是当今最受关注的新型半导体材料之一。


AlN晶圆是高功率、高频电子器件及紫外探测器、紫外激光和深紫外LED等光电子器件最优秀的衬底材料,在国防、航空航天、保密通信/无线通信、芯片制造、环保、生物医疗等尖端科技领域具有广泛的应用前景,也是我国正在重点突破的关键战略新材料。


由于AlN材料在1200℃的高温下依然能够保持压电特性,所以AlN压电薄膜器件可以适应高温工作环境,而良好的化学稳定性也使其能够适应腐蚀性的工作环境。此外,氮化铝AlN薄膜材料可以在蓝宝石、碳化硅、硅等衬底及各种金属底电极材料上择优生长,在光电器件、电子元器件及MEMS等领域正得到广泛应用。


在已知滤波器压电材料中,AlN薄膜声波传播速度可达12000m/s(传统衬底材料低于4000m/s)。由于同时具有良好的化学和热稳定性,以及对外界环境如压力、温度、应力、气体等具有极高的灵敏性,且与常规硅基CMOS技术相兼容,氮化铝AlN薄膜是5G高频SAW/BAW滤波器及MEMS传感器中最优秀的压电材料。特别是掺钪的AlN薄膜能大幅提升其压电系数,从而提高SAW/BAW的机电耦合系数,是新一代5G射频SAW/BAW滤波核心压电/衬底材料。

由于AlN生长装备及生长工艺具有极高的技术壁垒及其在军事、航空航天等领域的应用价值,欧美等国各种尺寸的AlN晶圆衬底全部对中国禁运,国内氮化铝薄膜生长迎来了前所未有的巨大机遇和挑战。


化合积电攻克核心技术,目前已有硅基氮化铝、蓝宝石基氮化铝、金刚石基氮化铝等相关产品。


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