Het in Erlangen gevestigde Fraunhofer IISB (Instituut voor Geïntegreerde Systemen en Apparaattechnologie) en de in Wettenberg gevestigde fabrikant van microgolf- en radiofrequentieplasmasystemen PVA TePla AG bundelen hun expertise in een gezamenlijk laboratorium voor de productie van aluminiumnitride (AlN)-kristallen.
Deze samenwerking is een primeur in Europa en maakt de industriële productie in kleine series mogelijk van monokristallijne AlN-substraten met een diameter van 2 inch voor onderzoeks- en ontwikkelingsdoeleinden. Dit verbetert de beschikbaarheid van AlN-substraten in Europa aanzienlijk, wat op zijn beurt de ontwikkeling van op AlN gebaseerde apparaten en systemen en hun overgang naar industriële toepassingen versnelt.
Aluminiumnitride (AlN) is een van de meest veelbelovende materialen voor de volgende generatie hoogwaardige elektronica. Als halfgeleider met een ultrabrede bandgap (UWBG) opent AlN nieuwe mogelijkheden in de fotonica, vermogenselektronica, hoogfrequente elektronica en elektronica die onder extreme omstandigheden functioneert. Tot nu toe heeft het tekort aan hoogwaardige, grootschalige en kosteneffectieve AlN-substraten de ontwikkeling van op AlN gebaseerde elektronische systemen belemmerd.
“Met het Joint Lab leggen we de basis voor een betrouwbare levering van AlN-substraten uit Europa, waarmee we nieuwe perspectieven openen voor de volgende generatie hoogwaardige AlN-componenten”, aldus dr. Sven Besendörfer, groepsleider nitridematerialen en verantwoordelijk voor de ontwikkeling van AlN-materialen bij Fraunhofer IISB. “Samen met PVA TePla dragen we onze expertise in industriële kristalgroei bij en scheppen we daarmee de voorwaarden voor de toepassing in concrete toepassingen.”
Bewezen apparatuurtechnologie gecombineerd met eigen proceskennis.
In het gezamenlijke laboratorium gebruikt Fraunhofer IISB zijn eigen PVT-procestechnologie (Physical Vapor Transport) om 2-inch AlN-bulkkristallen te produceren. Bij dit proces wordt AlN-poeder in een smeltkroes verdampt bij temperaturen ruim boven de 2000 °C en afgezet op een zaadkristal. PVA TePla levert hiervoor PVT-systemen, die wereldwijd al worden gebruikt voor siliciumcarbide (SiC)-kristallen met een diameter van 8 inch en nu speciaal zijn aangepast voor de groei van 2-inch AlN-kristallen.
Dankzij de procesexpertise van Fraunhofer IISB kon het PVA TePla-team snel AlN-kristallen van vergelijkbare kwaliteit in eigen faciliteiten produceren. Het gezamenlijke laboratorium richt zich op de stabiele productie in kleine batches van 2-inch AlN-kristallen. De productie wordt nu geleidelijk opgeschaald om de processtabiliteit, reproduceerbaarheid, opbrengst en kostenstructuur systematisch te optimaliseren.
“Met aluminiumnitride geven we actief vorm aan de volgende generatie technologie na SiC”, zegt dr. Jan Pfeiffer, vicepresident R&D bij PVA TePla. “Via het Joint Lab kunnen we onze expertise op het gebied van apparatuur direct combineren met de proceskennis van Fraunhofer IISB, waardoor we onze wereldwijde klanten in een vroeg stadium marktgerichte oplossingen kunnen bieden”, voegt hij eraan toe. “Ons gezamenlijke doel is om de marktontwikkeling in de AlN-sector te stimuleren door middel van geschikte substraten en om bedrijven die deze sector willen betreden te ondersteunen als technologiepartners met de juiste apparatuur en bijbehorende procesexpertise.”
Versterking van de Europese technologische soevereiniteit door industriële schaalvergroting
De AlN-kristallen die in het Joint Lab worden geproduceerd, worden bij Fraunhofer IISB verder verwerkt tot epi-ready AlN-substraten en via het in Erlangen gevestigde onderzoeks- en productontwikkelingsbedrijf LZE GmbH specifiek overgebracht naar industriële ontwikkelings- en opschalingsprocessen. "Voor de Europese halfgeleidersoevereiniteit is het cruciaal dat nieuwe sleutelmaterialen niet alleen worden ontwikkeld, maar ook snel worden overgebracht naar industriële toepassingen en schaalbare waardecreatie", aldus Dr. Christian Forster, directeur van LZE. "Met haar marktplaats voor geavanceerde technologieën biedt LZE GmbH bedrijven en onderzoeksinstellingen wereldwijd unieke en open toegang tot AlN-substraten. Op deze manier dragen we bij aan een snellere introductie van veelbelovende toepassingen voor grootschalige industriële markten."
Geplaatst op: 20 juli 2026