El Fraunhofer IISB (Institut de Sistemes Integrats i Tecnologia de Dispositius), amb seu a Erlangen, i el fabricant de sistemes de plasma de microones i radiofreqüència PVA TePla AG, amb seu a Wettenberg, uneixen la seva experiència en un laboratori conjunt per a la producció de cristalls de nitrur d'alumini (AlN).
Com a primícia europea, aquesta associació permet la producció industrial en petits lots de substrats monocristal·lins d'AlN amb un diàmetre de 5 cm per a fins d'R+D. Això millora significativament la disponibilitat de substrats d'AlN a Europa, cosa que al seu torn accelera el desenvolupament de dispositius i sistemes basats en AlN i la seva transició a aplicacions industrials.
El nitrur d'alumini és un dels materials més prometedors per a la propera generació d'electrònica d'alt rendiment. Com a semiconductor de banda ultra ampla (UWBG), l'AlN obre noves possibilitats en fotònica, electrònica de potència, electrònica d'alta freqüència i electrònica que funciona en condicions extremes. Fins ara, l'escassetat de substrats d'AlN d'alta qualitat, de gran superfície i rendibles ha estat frenant el desenvolupament de sistemes electrònics basats en AlN.
«Amb el Joint Lab, estem preparant les bases per garantir un subministrament fiable de substrats d'AlN des d'Europa, obrint així noves perspectives per a la propera generació de dispositius d'AlN d'alt rendiment», afirma el Dr. Sven Besendörfer, cap de grup de materials de nitrur i responsable del desenvolupament de materials d'AlN al Fraunhofer IISB. «Juntament amb PVA TePla, estem aportant la nostra experiència en el creixement industrial de cristalls, creant així els requisits previs per a la transferència a aplicacions concretes».
Tecnologia d'equips provada que combina coneixements de processos patentats
Al laboratori conjunt, Fraunhofer IISB utilitza la seva tecnologia patentada de procés PVT (transport físic de vapor) per produir cristalls a granel d'AlN de 2 polzades. En aquest procés, la pols d'AlN es vaporitza en un gresol a temperatures molt superiors als 2000 °C i es diposita sobre un cristall sembra. PVA TePla proporciona sistemes PVT per a aquest propòsit, que ja s'utilitzen a tot el món per a cristalls de carbur de silici (SiC) de 8 polzades de diàmetre i que ara s'han adaptat especialment per al creixement de cristalls d'AlN de 2 polzades.
Gràcies a l'experiència en processos aportada per Fraunhofer IISB, l'equip de PVA TePla va poder produir ràpidament cristalls d'AlN de qualitat comparable a les seves pròpies instal·lacions. El Laboratori Conjunt se centra en la producció estable en petits lots de cristalls d'AlN de 2 polzades. La producció ara s'està augmentant gradualment per optimitzar sistemàticament l'estabilitat del procés, la reproductibilitat, el rendiment i les estructures de costos.
«Amb el nitrur d'alumini, estem donant forma activament a la propera generació de tecnologia després del SiC», afirma el Dr. Jan Pfeiffer, vicepresident d'R+D de PVA TePla. «A través del Laboratori Conjunt, podem combinar directament la nostra experiència en equips amb els coneixements de processos de Fraunhofer IISB, cosa que ens permet oferir solucions orientades al mercat als nostres clients globals en una fase inicial», afegeix. «El nostre objectiu compartit és estimular el desenvolupament del mercat en el sector de l'AlN mitjançant substrats adequats i donar suport a les empreses que busquen entrar en aquest camp com a socis tecnològics amb l'equip adequat i la corresponent experiència en processos».
Enfortiment de la sobirania tecnològica europea mitjançant l'escalat industrial
Els cristalls d'AlN produïts al Laboratori Conjunt es processen posteriorment al Fraunhofer IISB en substrats d'AlN preparats per a l'epi i, a través de l'empresa de recerca i desenvolupament de productes LZE GmbH, amb seu a Erlangen, es transfereixen específicament a processos de desenvolupament industrial i escalat. "Per a la sobirania dels semiconductors d'Europa, és crucial que els nous materials clau no només es desenvolupin, sinó que també es transfereixin ràpidament a aplicacions industrials i a la creació de valor escalable", afirma el director general de LZE, el Dr. Christian Forster. "Amb el seu mercat de tecnologies d'avantguarda, LZE GmbH ofereix a les empreses i institucions de recerca un accés obert i únic a nivell mundial als substrats d'AlN. D'aquesta manera, ajudem a garantir que les aplicacions prometedores per a mercats industrials d'alt volum es comercialitzin més ràpidament".
Data de publicació: 20 de juliol de 2026