Fraunhofer IISB (Institute for Integrated Systems and Device Technology) med säte i Erlangen och PVA TePla AG, tillverkare av mikrovågs- och radiofrekvensplasmasystem med säte i Wettenberg, samlar sin expertis i ett gemensamt laboratorium för produktion av aluminiumnitridkristaller (AlN).
Som en första europeisk metod möjliggör detta partnerskap industriellt stödd småskalig produktion av monokristallina AlN-substrat med en diameter på 2 tum för FoU-ändamål. Detta förbättrar avsevärt tillgången på AlN-substrat i Europa, vilket i sin tur accelererar utvecklingen av AlN-baserade enheter och system och deras övergång till industriella tillämpningar.
Aluminiumnitrid är ett av de mest lovande materialen för nästa generations högpresterande elektronik. Som en halvledare med ultrabrett bandgap (UWBG) öppnar AlN upp nya möjligheter inom fotonik, kraftelektronik, högfrekvent elektronik och elektronik som arbetar under extrema förhållanden. Hittills har bristen på högkvalitativa, storskaliga och kostnadseffektiva AlN-substrat hämmat utvecklingen av AlN-baserade elektroniska system.
”Med Joint Lab lägger vi grunden för att säkerställa en pålitlig leverans av AlN-substrat från Europa, vilket öppnar upp nya möjligheter för nästa generations högpresterande AlN-komponenter”, säger Dr Sven Besendörfer, gruppledare för nitridmaterial och ansvarig för AlN-materialutveckling på Fraunhofer IISB. ”Tillsammans med PVA TePla bidrar vi med vår expertis inom industriell kristalltillväxt och skapar därmed förutsättningarna för överföring till betongapplikationer.”
Beprövad utrustningsteknik möter patentskyddad processkunskap
I det gemensamma laboratoriet använder Fraunhofer IISB sin egenutvecklade PVT-processteknik (fysisk ångtransport) för att producera 2-tums AlN-bulkkristaller. I denna process förångas AlN-pulver i en degel vid temperaturer långt över 2000 °C och deponeras på en ympkristall. PVA TePla tillhandahåller PVT-system för detta ändamål, vilka redan används över hela världen för kiselkarbidkristaller (SiC) med en diameter på 8 tum och nu har specialanpassats för tillväxt av 2-tums AlN-kristaller.
Tack vare den processexpertis som Fraunhofer IISB bidrog med kunde PVA TePla-teamet snabbt producera AlN-kristaller av jämförbar kvalitet i sina egna anläggningar. Joint Lab fokuserar på stabil småskalig produktion av 2-tums AlN-kristaller. Produktionen ökas nu gradvis för att systematiskt optimera processstabilitet, reproducerbarhet, utbyte och kostnadsstrukturer.
”Med aluminiumnitrid formar vi aktivt nästa generations teknik efter SiC”, säger Dr Jan Pfeiffer, vice vd för forskning och utveckling på PVA TePla. ”Genom Joint Lab kan vi direkt kombinera vår utrustningsexpertis med processkunskapen hos Fraunhofer IISB, vilket gör det möjligt för oss att erbjuda marknadsorienterade lösningar till våra globala kunder i ett tidigt skede”, tillägger han. ”Vårt gemensamma mål är att stimulera marknadsutvecklingen inom AlN-sektorn genom lämpliga substrat och att stödja företag som vill ge sig in på detta område som teknikpartners med rätt utrustning och motsvarande processexpertis.”
Stärka europeisk teknisk suveränitet genom industriell skalning
AlN-kristallerna som produceras i Joint Lab bearbetas vidare på Fraunhofer IISB till epi-färdiga AlN-substrat och överförs, genom det Erlangen-baserade forsknings- och produktutvecklingsföretaget LZE GmbH, specifikt till industriell utveckling och skalningsprocesser. ”För Europas halvledarsuveränitet är det avgörande att nya nyckelmaterial inte bara utvecklas utan också snabbt överförs till industriella tillämpningar och skalbart värdeskapande”, säger LZE:s VD Dr Christian Forster. ”Med sin marknadsplats för banbrytande teknik ger LZE GmbH företag och forskningsinstitutioner globalt unik och öppen tillgång till AlN-substrat. På så sätt bidrar vi till att lovande tillämpningar för industriella marknader med hög volym kommer ut på marknaden snabbare.”
Publiceringstid: 20 juli 2026