Il Fraunhofer IISB (Istituto per i sistemi integrati e la tecnologia dei dispositivi) di Erlangen e la PVA TePla AG, produttrice di sistemi al plasma a microonde e radiofrequenza con sede a Wettenberg, uniscono le proprie competenze in un laboratorio congiunto per la produzione di cristalli di nitruro di alluminio (AlN).
Questa partnership, la prima nel suo genere in Europa, consente la produzione su piccola scala, con supporto industriale, di substrati di AlN monocristallino con un diametro di 2 pollici, destinati a scopi di ricerca e sviluppo. Ciò migliora significativamente la disponibilità di substrati di AlN in Europa, accelerando di conseguenza lo sviluppo di dispositivi e sistemi basati su AlN e la loro transizione alle applicazioni industriali.
Il nitruro di alluminio è uno dei materiali più promettenti per la prossima generazione di dispositivi elettronici ad alte prestazioni. Essendo un semiconduttore a banda proibita ultra-ampia (UWBG), l'AlN apre nuove possibilità in fotonica, elettronica di potenza, elettronica ad alta frequenza ed elettronica operante in condizioni estreme. Ad oggi, la scarsità di substrati di AlN di alta qualità, di grandi dimensioni e a costi contenuti ha ostacolato lo sviluppo di sistemi elettronici basati su AlN.
“Con il Joint Lab, stiamo gettando le basi per garantire una fornitura affidabile di substrati di AlN dall'Europa, aprendo così nuove prospettive per la prossima generazione di dispositivi AlN ad alte prestazioni”, afferma il Dr. Sven Besendörfer, responsabile del gruppo per i materiali nitrurati e dello sviluppo del materiale AlN presso il Fraunhofer IISB. “Insieme a PVA TePla, mettiamo a disposizione la nostra esperienza nella crescita cristallina industriale, creando così i presupposti per il trasferimento ad applicazioni concrete.”
La comprovata tecnologia delle apparecchiature si unisce al know-how proprietario sui processi.
Nel laboratorio congiunto, il Fraunhofer IISB utilizza la sua tecnologia proprietaria PVT (Physical Vapor Transport) per produrre cristalli massivi di AlN da 2 pollici. In questo processo, la polvere di AlN viene vaporizzata in un crogiolo a temperature ben superiori a 2000 °C e depositata su un cristallo seme. PVA TePla fornisce sistemi PVT per questo scopo, già utilizzati in tutto il mondo per cristalli di carburo di silicio (SiC) da 8 pollici di diametro e ora appositamente adattati per la crescita di cristalli di AlN da 2 pollici.
Grazie alla competenza di processo fornita dal Fraunhofer IISB, il team PVA TePla è stato in grado di produrre rapidamente cristalli di AlN di qualità comparabile nei propri impianti. Il laboratorio congiunto si concentra sulla produzione stabile di piccoli lotti di cristalli di AlN da 2 pollici. La produzione viene ora incrementata gradualmente per ottimizzare sistematicamente la stabilità del processo, la riproducibilità, la resa e la struttura dei costi.
“Con il nitruro di alluminio, stiamo attivamente plasmando la prossima generazione di tecnologie successive al SiC”, afferma il Dr. Jan Pfeiffer, vicepresidente R&D di PVA TePla. “Attraverso il Joint Lab, possiamo combinare direttamente la nostra esperienza nelle apparecchiature con il know-how di processo del Fraunhofer IISB, consentendoci di offrire soluzioni orientate al mercato ai nostri clienti globali fin dalle prime fasi”, aggiunge. “Il nostro obiettivo comune è quello di stimolare lo sviluppo del mercato nel settore dell'AlN attraverso substrati idonei e di supportare le aziende che desiderano entrare in questo campo come partner tecnologici con le giuste apparecchiature e la corrispondente esperienza di processo”.
Rafforzare la sovranità tecnologica europea attraverso la scalabilità industriale.
I cristalli di AlN prodotti nel Laboratorio Congiunto vengono ulteriormente lavorati presso il Fraunhofer IISB per ottenere substrati di AlN pronti per l'epitassia e, tramite la società di ricerca e sviluppo prodotti LZE GmbH con sede a Erlangen, vengono specificamente trasferiti ai processi di sviluppo industriale e di scalabilità. "Per la sovranità europea nel settore dei semiconduttori, è fondamentale che i nuovi materiali chiave non solo vengano sviluppati, ma anche rapidamente trasferiti ad applicazioni industriali e alla creazione di valore su larga scala", afferma il direttore generale di LZE, il Dr. Christian Forster. "Con il suo mercato per le tecnologie all'avanguardia, LZE GmbH offre ad aziende e istituti di ricerca un accesso aperto e unico al mondo ai substrati di AlN. In questo modo, contribuiamo a garantire che le applicazioni promettenti per i mercati industriali ad alto volume vengano immesse sul mercato più rapidamente."
Data di pubblicazione: 20 luglio 2026