Viện Fraunhofer IISB (Viện Công nghệ Hệ thống và Thiết bị Tích hợp) có trụ sở tại Erlangen và công ty sản xuất hệ thống plasma vi sóng và tần số vô tuyến PVA TePla AG có trụ sở tại Wettenberg đang hợp tác để thành lập Phòng thí nghiệm chung nhằm sản xuất tinh thể nhôm nitrua (AlN).
Là một bước đột phá đầu tiên tại châu Âu, sự hợp tác này cho phép sản xuất quy mô nhỏ các chất nền AlN đơn tinh thể có đường kính 2 inch với sự hỗ trợ công nghiệp phục vụ mục đích nghiên cứu và phát triển. Điều này cải thiện đáng kể nguồn cung chất nền AlN tại châu Âu, từ đó đẩy nhanh quá trình phát triển các thiết bị và hệ thống dựa trên AlN cũng như việc chuyển đổi chúng sang các ứng dụng công nghiệp.
Nhôm nitrua (AlN) là một trong những vật liệu đầy triển vọng nhất cho thế hệ điện tử hiệu năng cao tiếp theo. Là một chất bán dẫn có dải năng lượng siêu rộng (UWBG), AlN mở ra những khả năng mới trong quang học, điện tử công suất, điện tử tần số cao và điện tử hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt. Cho đến nay, sự thiếu hụt các chất nền AlN chất lượng cao, diện tích lớn và giá cả phải chăng đã cản trở sự phát triển của các hệ thống điện tử dựa trên AlN.
“Với Phòng thí nghiệm chung, chúng tôi đang đặt nền tảng để đảm bảo nguồn cung cấp chất nền AlN ổn định từ châu Âu, từ đó mở ra những triển vọng mới cho thế hệ thiết bị AlN hiệu năng cao tiếp theo,” Tiến sĩ Sven Besendörfer, trưởng nhóm vật liệu nitrit và chịu trách nhiệm phát triển vật liệu AlN tại Fraunhofer IISB, cho biết. “Cùng với PVA TePla, chúng tôi đang đóng góp chuyên môn của mình trong lĩnh vực nuôi cấy tinh thể công nghiệp, từ đó tạo ra các điều kiện tiên quyết cho việc chuyển giao sang các ứng dụng cụ thể.”
Công nghệ thiết bị đã được chứng minh kết hợp với bí quyết quy trình độc quyền.
Trong phòng thí nghiệm chung, Viện Fraunhofer IISB đang sử dụng công nghệ xử lý PVT (vận chuyển hơi vật lý) độc quyền của mình để sản xuất các tinh thể AlN khối có kích thước 2 inch. Trong quy trình này, bột AlN được hóa hơi trong một nồi nấu chảy ở nhiệt độ cao hơn 2000°C và được lắng đọng lên một tinh thể mầm. PVA TePla cung cấp các hệ thống PVT cho mục đích này, vốn đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới để sản xuất các tinh thể silicon carbide (SiC) đường kính 8 inch và hiện đã được điều chỉnh đặc biệt để nuôi cấy các tinh thể AlN có kích thước 2 inch.
Nhờ chuyên môn về quy trình được đóng góp bởi Fraunhofer IISB, nhóm PVA TePla đã nhanh chóng có thể sản xuất các tinh thể AlN có chất lượng tương đương tại cơ sở của mình. Phòng thí nghiệm chung tập trung vào sản xuất ổn định theo lô nhỏ các tinh thể AlN 2 inch. Hiện tại, sản lượng đang được tăng dần để tối ưu hóa một cách có hệ thống tính ổn định của quy trình, khả năng tái sản xuất, năng suất và cơ cấu chi phí.
“Với nhôm nitrua, chúng tôi đang tích cực định hình thế hệ công nghệ tiếp theo sau SiC,” Tiến sĩ Jan Pfeiffer, phó chủ tịch nghiên cứu và phát triển tại PVA TePla, cho biết. “Thông qua Phòng thí nghiệm chung, chúng tôi có thể kết hợp trực tiếp chuyên môn về thiết bị của mình với bí quyết quy trình của Fraunhofer IISB, cho phép chúng tôi cung cấp các giải pháp hướng đến thị trường cho khách hàng toàn cầu ngay từ giai đoạn đầu,” ông nói thêm. “Mục tiêu chung của chúng tôi là thúc đẩy sự phát triển thị trường trong lĩnh vực AlN thông qua các chất nền phù hợp và hỗ trợ các công ty muốn tham gia lĩnh vực này với tư cách là đối tác công nghệ với thiết bị phù hợp và chuyên môn quy trình tương ứng.”
Tăng cường chủ quyền công nghệ của châu Âu thông qua mở rộng quy mô công nghiệp.
Các tinh thể AlN được sản xuất tại Phòng thí nghiệm chung được xử lý tiếp tại Fraunhofer IISB thành chất nền AlN sẵn sàng cho quá trình epitaxy và, thông qua công ty nghiên cứu & phát triển sản phẩm LZE GmbH có trụ sở tại Erlangen, được chuyển giao cụ thể vào các quy trình phát triển và mở rộng quy mô công nghiệp. “Đối với chủ quyền bán dẫn của châu Âu, điều quan trọng là các vật liệu chủ chốt mới không chỉ được phát triển mà còn phải nhanh chóng được chuyển giao vào các ứng dụng công nghiệp và tạo ra giá trị có thể mở rộng,” Tiến sĩ Christian Forster, giám đốc điều hành của LZE, cho biết. “Với thị trường công nghệ tiên tiến của mình, LZE GmbH cung cấp cho các công ty và viện nghiên cứu quyền truy cập độc đáo và mở trên toàn cầu vào chất nền AlN. Bằng cách này, chúng tôi giúp đảm bảo rằng các ứng dụng đầy hứa hẹn cho thị trường công nghiệp quy mô lớn được đưa ra thị trường nhanh hơn.”
Thời gian đăng bài: 20/07/2026