上海知明專業(yè)生產(chǎn)藍(lán)寶石基氮化鎵外延片——高均勻、低缺陷、賦能高效光電子與射頻器件藍(lán)寶石基氮化鎵外延片通過圖形化藍(lán)寶石襯底（PSS）技術(shù)優(yōu)化生長應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)高電子遷移率（＞1800 cm²/Vs）和低缺陷密度（＜1×10? cm?²），可支持高頻、高功率器件需求。其在Micro LED、5G射頻前端、深紫外光源等領(lǐng)域表現(xiàn)卓越，成本僅為碳化硅基的1/5，適配2-6英寸晶圓量產(chǎn)。上海知明科技依托MOCVD工藝與專利技術(shù)，提供定制化外延片解決方案，助力客戶突破技術(shù)瓶頸。
藍(lán)寶石基氮化鎵外延片特性與應(yīng)用
1. 高晶體質(zhì)量
采用先進(jìn)的圖形化藍(lán)寶石襯底（PSS）技術(shù)，通過精確設(shè)計(jì)的微米級圖形陣列（周期2-4μm，高度1-2μm）有效降低GaN外延層與襯底間的晶格失配度。結(jié)合優(yōu)化的MOCVD生長工藝，可將穿透位錯密度控制在＜1×10? cm?²的行業(yè)領(lǐng)先水平，相比傳統(tǒng)平面襯底降低1-2個數(shù)量級。這一特性使外延片特別適合制造高亮度LED芯片，在450-460nm藍(lán)光波段可實(shí)現(xiàn)光效提升30%以上，同時顯著降低器件的效率衰減問題。
2. 優(yōu)異電學(xué)性能
通過精確調(diào)控AlGaN勢壘層的鋁組分（通常22-28%）和厚度（15-25nm），在異質(zhì)界面形成高濃度二維電子氣（2DEG），面電子濃度＞8×10¹³ cm?²，室溫遷移率＞1800 cm²/V·s。結(jié)合優(yōu)化的表面鈍化工藝，可使射頻器件在40GHz頻率下的輸出功率密度＞8W/mm，噪聲系數(shù)＜1dB，完美滿足5G毫米波基站對功率放大器的高線性度、高效率要求。
3. 高擊穿電壓
采用梯度緩沖層設(shè)計(jì)和碳摻雜技術(shù)，垂直擊穿電壓＞650V（@1μA/mm），橫向擊穿場強(qiáng)＞150V/μm。配合優(yōu)化的場板結(jié)構(gòu)，可使650V級HEMT器件的動態(tài)導(dǎo)通電阻降低30%以上，特別適合新能源汽車充電模塊中需要頻繁開關(guān)的高壓應(yīng)用場景，支持400V母線電壓系統(tǒng)的95%以上轉(zhuǎn)換效率。
4. 寬光譜適配性
通過能帶工程調(diào)控InGaN量子阱的銦組分（5-25%），可實(shí)現(xiàn)200-550nm全波段覆蓋。在UVC波段（260-280nm）采用AlGaN多量子阱結(jié)構(gòu)，結(jié)合優(yōu)化的p型摻雜技術(shù)，使發(fā)光效率突破5%，可用于制造殺菌效率＞99.9%的深紫外LED。在可見光范圍，通過多量子阱組分梯度設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)半峰寬＜15nm的窄譜發(fā)射，滿足Rec.2020廣色域顯示要求。
5. 高頻特性
通過降低緩沖層陷阱密度（＜1×10¹? cm?³）和優(yōu)化歐姆接觸（接觸電阻＜0.3Ω·mm），在10GHz頻率下實(shí)現(xiàn)＜0.3dB的插入損耗和＞15dB的線性增益。采用T型柵工藝（柵長＜0.15μm）的功率放大器，在28GHz頻段功率附加效率＞45%，滿足5G Massive MIMO天線的高效率需求。
6. 深紫外發(fā)光
采用超晶格應(yīng)變調(diào)控技術(shù)和Mg摻雜優(yōu)化，使275nm UVC LED的外量子效率突破5%，在100mA工作電流下維持＞5000小時壽命（L70）。結(jié)合納米圖形化襯底技術(shù)，可進(jìn)一步提升光提取效率30%以上，適用于醫(yī)療器械表面殺菌（殺滅率＞99.9%對MRSA）和飲用水凈化（流量＞5L/min）等應(yīng)用場景。
7. 高效節(jié)能
通過集成單片式設(shè)計(jì)，將整流、降壓和功率轉(zhuǎn)換功能集成于單一芯片，實(shí)現(xiàn)＞95%的峰值轉(zhuǎn)換效率。在65W GaN快充應(yīng)用中，功率密度達(dá)1.5W/cm³，工作溫度比硅基方案降低20℃以上，支持USB PD3.1 240W快充標(biāo)準(zhǔn)，充電速度提升3倍。
知明半導(dǎo)體材料加工與研發(fā)1、氮化鋁陶瓷散熱集成
采用高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷（熱導(dǎo)率≥170 W/m·K）作為散熱襯底，通過金錫共晶焊料（Au80Sn20）實(shí)現(xiàn)GaN器件倒裝鍵合，界面熱阻＜1 mm²·K/W。結(jié)合微通道液冷設(shè)計(jì)，可將功率器件結(jié)溫降低30-50℃，顯著提升射頻器件在連續(xù)波工作模式下的輸出功率穩(wěn)定性，適用于5G基站功放模塊等高頻大功率場景。
2、硅基GaN協(xié)同開發(fā)
采用高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷（熱導(dǎo)率≥170 W/m·K）作為散熱襯底，通過金錫共晶焊料（Au80Sn20）實(shí)現(xiàn)GaN器件倒裝鍵合，界面熱阻＜1 mm²·K/W。結(jié)合微通道液冷設(shè)計(jì)，可將功率器件結(jié)溫降低30-50℃，顯著提升射頻器件在連續(xù)波工作模式下的輸出功率穩(wěn)定性，適用于5G基站功放模塊等高頻大功率場景。
3、碳化硅復(fù)合結(jié)構(gòu)
創(chuàng)新采用3D堆疊工藝，在4H-SiC襯底上外延生長2μm GaN緩沖層后，繼續(xù)沉積高阻SiC外延層（厚度5-10μm）。這種GaN/SiC復(fù)合結(jié)構(gòu)使器件擊穿電壓提升至2000V以上（@1μA/mm），同時保持RDS(on)＜5 mΩ·cm²，完美滿足雷達(dá)系統(tǒng)對高耐壓、低損耗功率器件的嚴(yán)苛要求。
知明專業(yè)服務(wù)
1. 外延片定制：支持2-6英寸不同尺寸藍(lán)寶石基氮化鎵外延片定制，滿足多樣化需求。
2. PSS圖形化服務(wù)：提供錐形/柱形等多種圖形化襯底方案，優(yōu)化晶體生長質(zhì)量。
3. 技術(shù)指導(dǎo)：提供外延生長參數(shù)優(yōu)化建議，協(xié)助客戶提升器件性能。
4. 檢測認(rèn)證：出具包括缺陷密度、波長均勻性等參數(shù)的完整檢測報告。
知明核心技術(shù)優(yōu)勢
1、外延生長技術(shù)：掌握高均勻性GaN外延生長工藝，波長偏差＜1nm。
2、缺陷控制：獨(dú)創(chuàng)緩沖層技術(shù)，缺陷密度＜1×10?/cm²。
3、器件工藝：開發(fā)高效HEMT器件制造工藝，支持5G高頻應(yīng)用。
4、異質(zhì)集成：具備藍(lán)寶石與多種襯底的鍵合集成技術(shù)。
知明愿景
上海知明科技致力于成為全球領(lǐng)先的藍(lán)寶石基氮化鎵材料供應(yīng)商，通過持續(xù)創(chuàng)新推動Micro LED和5G射頻器件技術(shù)進(jìn)步，助力光電產(chǎn)業(yè)升級。
