AlN und die ternäre AlGaN-Verbindung bieten eine Fülle von Eigenschaften, die äußerst vielversprechend für leistungsfähige elektronische und optoelektronische Bauelemente sind. Die sehr breite Bandlücke ermöglicht die Herstellung von LEDs, die im tiefen UVC-Bereich (220 nm bis 280 nm) emittieren. Die Anwendungsbereiche dieser LEDs erstrecken sich von der Desinfektion von Trinkwasser, über die Abwasserbehandlung bis hin zur direkten Desinfektion von Innenraumluft.
Neben den beeindruckenden Möglichkeiten in der UV-Photonik erweisen sich AlN-basierte Bauelemente als überzeugende Kandidaten für die Hochfrequenz-Leistungsumwandlung der nächsten Generation. Bereits jetzt überflügeln Hochleistungstransistoren auf Basis von AlN die verwandten Bauelemente auf Basis von SiC und GaN, welche derzeit den Markt für Hochleistungsbauelemente beherrschen.
Auf der diesjährigen „International Conference on Nitride Semiconductors“ (ICNS-14, 12.-17.11. 2023, Fukuoka, Japan) war das wachsende Interesse an AlN-basierten Technologien deutlich erkennbar. Insgesamt wurden 21 Präsentationen zu AlN-Kristallen und AlN-Substraten, sowie zur Epitaxie und Bauelemententwicklung unter Verwendung von nativen AlN-Substraten vorgestellt. In jedem dieser Bereiche wurden im Vergleich zum Vorjahr erhebliche Fortschritte erzielt, was die starke Dynamik und den großen Einsatz aller Beteiligten widerspiegelt.
Das AlN-Team des IKZ war durch einen kürzlich veröffentlichten Flyer sowie zwei Präsentationen gut vertreten. Andrew Klump stellte auf seinem Poster ein neuartiges KI-unterstütztes Tool zur quantitativen Bestimmung von Verunreinigungen in AlN vor. Die Verunreinigungskonzentrationen können schnell und zerstörungsfrei durch UV-Absorptionsspektren ermittelt werden, die mit Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS)-Messungen kalibriert sind. Carsten Hartmann präsentierte in seinem Vortrag einen neu konzipierten AlN-Wachstumsprozess, bei dem die gezüchteten AlN-Volumenkristalle eine hohe strukturelle Qualität aufweisen und der Kristalldurchmesser mit einem Aufweitungswinkel von 45 Grad sehr effizient vergrößert wird. Dadurch soll zukünftig die Entwicklung von nativen AlN-Substraten mit industriell relevanten Kristalldurchmessern erheblich beschleunigt werden. Das starke Interesse an den Präsentationen und die angeregten Diskussionen mit internationalen AlN-Akteuren bestätigen die hohe Wertschätzung für die Arbeit am IKZ.
Vor der ICNS wurde der neue AlN-Prozess bereits als eingeladener Artikel im Compound Semiconductor Magazine vorgestellt und als wissenschaftliche Publikation im Open-Access-Journal Applied Physics Express (APEX) veröffentlicht. Das hohe Interesse zeigt sich auch hier, mit bisher über 600 Downloads des APEX-Artikels.
Das AlN-Team beginnt ab Anfang 2024 mit der Lieferung von 1-Zoll-Substraten an wissenschaftliche Partner und plant die Demonstration von 2-Zoll-Substraten im Verlauf des Jahres 2024.
Ansprechpartner:
- Dr. Carsten Hartmann | E-Mail
