8月14日，弗勞恩霍夫應用固體物理研究所（Fraunhofer IAF）宣布在半導體材料領域取得了突破性進展——他們成功利用MOCVD（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，金屬有機化學氣相沉積）工藝制造和表征了一種全新的半導體晶圓材料氮化釔鋁（AlYN），它以優良的材料性能和對氮化鎵（GAN）的適應性而在高能效、高頻電子通信領域具有巨大潛力。

AlYN晶圓片不同的顏色細微差別是由于不同的釔濃度和生長條件造成

長期以來，性能優異的氮化釔鋁最大的挑戰來自于生長困難，只能通過磁控濺射沉積制備——除了工藝復雜外，主要沉積速率和靶材利用率低，在厚膜和大面積襯底制備時效率低下。

2023年，Fraunhofer IAF研究人員首次成功沉積了纖鋅礦結構，含有超過30%釔濃度的600納米厚的AlYN。本次的突破在于精確可調釔濃度的AlYN/GaN異質結構制備，釔濃度最高達16%，且釔濃度為8%時，二維電子氣（2DEG）特性最佳。值得一提的是，研究人員利用在4英寸碳化硅基材上生長，展示了AlYN/GaN異質結構的可伸縮性和結構均勻性。他們成功地在商業MOCVD反應器中創建了AlYN層,使之能夠在更大的MOCVD設備中擴展到更大的基板。

基于本次突破，IAF 表示AlYN工業化使用的一個主要障礙是它對氧化的敏感性,這影響了它對某些電子應用的適宜性。"今后必須探索減少或克服氧化的戰略。高純度前體的開發、保護涂層的使用或創新的制造技術可對此作出貢獻。AlYN對氧化的敏感性是一個主要的研究挑戰,以確保研究工作集中在最有可能取得成功的領域。

編譯整理 YUXI