在不久前結(jié)束的“CEATEC 2024”展會上，成立于2021年由東京大學孵化的初創(chuàng)企業(yè)Gaianixx（ガイアニクス）在展示了其研發(fā)的“多能性中間膜”技術(shù)。該技術(shù)旨在提升SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）等化合物半導體的附加值，并降低其成本。

據(jù)悉，中間膜是在基板與其上生長的第一層膜之間生成的膜，起到緩和二者之間晶格常數(shù)差異的作用。這項技術(shù)在提升藍色二極管發(fā)光效率方面已有顯著成果。Gaianixx通過利用馬氏體相變的現(xiàn)象，進一步改進了這一技術(shù)，開發(fā)出獨特的“多能性中間膜”。

多能性中間膜

馬氏體相變是一種特定材料在特定條件下，保持晶格關系不變的同時，材料自身產(chǎn)生伸縮的現(xiàn)象，常用于鋼鐵材料的表面處理。Gaianixx的多能性中間膜通過在膜中引發(fā)馬氏體相變，使得基板與第一層膜的晶格常數(shù)相匹配，形成單晶結(jié)構(gòu)。Gaianixx的CEO中尾健人解釋道：“中間膜通過感知上下層的應力，并通過伸縮來盡可能地緩解這些應力。”

Gaianixx還展示了Cu（銅）和MgO（氧化鎂）等難以在Si（硅）基板上形成單晶膜的材料并表示他們正在和客戶共同開發(fā)AlN（氮化鋁）單晶膜，推進GaN相關項目，同時也將目標瞄準了PZT（鋯鈦酸鉛）等壓電元件的應用。

目前利用多能性中間膜可實現(xiàn)單晶化的金屬材料包括Pt（鉑）、Ag（銀）、Al（鋁）、Cu（銅）、Mo（鉬）、W（鎢）以及MgO。Gaianixx指出，市場對MgO的關注也在提升。如果通過多能性中間膜能使大口徑MgO基板的生產(chǎn)更為便捷，其成本將有望降低。

在CEATEC的展位上，Gaianixx展示了通過多種金屬形成的單晶膜樣品（左），以及單晶化的4英寸MgO晶圓（右）

此外，Gaianixx也將目光投向了未來有望快速增長的下一代功率半導體市場。當前SiC基板質(zhì)量不穩(wěn)定、成本高昂且供應量有限。如果多能性中間膜能夠在Si基板上實現(xiàn)高質(zhì)量的SiC外延生長，并解決品質(zhì)、成本和供應問題，SiC功率器件的成本有望大幅下降。“這將是一個巨大的變革者。”中尾健人如是說。

粉體圈Coco編譯