在不久前结束的“CEATEC 2024”展会上，成立于2021年由东京大学孵化的初创企业Gaianixx（ガイアニクス）在展示了其研发的“多能性中间膜”技术。该技术旨在提升SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等化合物半导体的附加值，并降低其成本。

据悉，中间膜是在基板与其上生长的第一层膜之间生成的膜，起到缓和二者之间晶格常数差异的作用。这项技术在提升蓝色二极管发光效率方面已有显著成果。Gaianixx通过利用马氏体相变的现象，进一步改进了这一技术，开发出独特的“多能性中间膜”。

多能性中间膜

马氏体相变是一种特定材料在特定条件下，保持晶格关系不变的同时，材料自身产生伸缩的现象，常用于钢铁材料的表面处理。Gaianixx的多能性中间膜通过在膜中引发马氏体相变，使得基板与第一层膜的晶格常数相匹配，形成单晶结构。Gaianixx的CEO中尾健人解释道：“中间膜通过感知上下层的应力，并通过伸缩来尽可能地缓解这些应力。”

Gaianixx还展示了Cu（铜）和MgO（氧化镁）等难以在Si（硅）基板上形成单晶膜的材料并表示他们正在和客户共同开发AlN（氮化铝）单晶膜，推进GaN相关项目，同时也将目标瞄准了PZT（锆钛酸铅）等压电元件的应用。

目前利用多能性中间膜可实现单晶化的金属材料包括Pt（铂）、Ag（银）、Al（铝）、Cu（铜）、Mo（钼）、W（钨）以及MgO。Gaianixx指出，市场对MgO的关注也在提升。如果通过多能性中间膜能使大口径MgO基板的生产更为便捷，其成本将有望降低。

在CEATEC的展位上，Gaianixx展示了通过多种金属形成的单晶膜样品（左），以及单晶化的4英寸MgO晶圆（右）

此外，Gaianixx也将目光投向了未来有望快速增长的下一代功率半导体市场。当前SiC基板质量不稳定、成本高昂且供应量有限。如果多能性中间膜能够在Si基板上实现高质量的SiC外延生长，并解决品质、成本和供应问题，SiC功率器件的成本有望大幅下降。“这将是一个巨大的变革者。”中尾健人如是说。

粉体圈Coco编译