半导体

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  • InP、InAs、InSb、GaAs晶圆——高性能化合物半导体衬底材料解决方案

    ​​InP（磷化铟）​​、​​InAs（砷化铟）​​、​​InSb（锑化铟）​​和​​GaAs（砷化镓）​​作为III-V族半导体代表，与​​碳化硅（SiC）​​、​​蓝宝石（Al₂O₃）​​、​​硅（Si）​​及​​金属衬底​​（如铜、钼）形成互补生态，覆盖从可见光到太赫兹频段、从微电子到光电子的全场景需求。上海知明科技提供​​2-12英寸晶圆​​，支持异质集成与复合衬底定制，满足光通信、量子计算、新能源等领域的极致性能要求。

​​InP/InAs/InSb/GaAs衬底——光电子、高频与量子技术的核心材料平台​

 

上海知明科技专注于提供InP、InAs、InSb、GaAs四大衬底材料及配套解决方案，覆盖外延生长、晶圆加工、复合衬底设计等全流程。依托先进的MOCVD（金属有机化学气相沉积）技术及国际一流工艺团队，产品性能达国际领先水平，满足光电子、微波射频、红外传感等领域的高端需求。
 

​​材料优势​​：
​​InP/GaAs​​：直接带隙（1.34-1.42 eV），高电子迁移率（5,400-8,500 cm²/V·s），适配高速光通信与射频器件。
​​InAs/InSb​​：窄带隙（0.17-0.36 eV），超高频电子迁移率（77,000 cm²/V·s），支撑红外探测与量子点光源。
​​协同特性​​：与SiC（热导率4.9 W/cm·K）、蓝宝石（化学惰性）结合，实现高功率散热与极端环境稳定性。

​​应用领域​​：
​​光通信​​：InP激光器（100G/400G模块）、GaAs光电探测器。
​​新能源​​：SiC-on-InP功率模块（电动汽车逆变器）、GaAs光伏电池。
​​量子技术​​：InAs量子点（单光子源）、InSb磁量子传感器。

​​服务亮点​​：
​​异质集成​​：支持InP-on-SiC、GaAs-on-Blue Sapphire等复合衬底，兼容MOCVD与MBE外延。
​​多材料加工​​：提供硅通孔（TSV）、金属互联（AuSn焊料）等跨材料工艺，适配2.5D/3D封装。

 


材料特性与应用

 

​​1. 磷化铟（InP）​
 

​​特性​​：禁带宽度1.34 eV，电子迁移率高达3000–4500 cm²/(V·s)，热导率优于GaAs，支持高频（>100 GHz）及低噪声器件。

​​应用​​：
​​光通信​​：VCSEL/DFB激光器（用于400G/800G光模块）、APD光电探测器（提升光纤传输效率）。
​​微波器件​​：毫米波放大器（支持60 GHz+频段）、卫星通信高频芯片（低相位噪声设计）。
​​量子技术​​：单光子雪崩二极管（SPAD，用于量子密钥分发系统）。


 

2. ​​砷化铟（InAs）​
 

​​特性​​：窄带隙（0.36 eV），高电子迁移率，适用于中短波红外（SWIR/MWIR）探测。

​​应用​​：
​​红外传感​​：非制冷红外焦平面阵列（无人机热成像）、气体监测传感器（检测CO₂/CH₄泄漏）。
​​量子器件​​：纳米线光电二极管（集成于硅基量子计算芯片）。


 

3. ​​锑化铟（InSb）​
 

​​特性​​：超窄带隙（0.17 eV），高电子迁移率，适用于长波红外（LWIR）探测。

​​应用​​：
​​军事与航天​​：导弹制导系统（抗干扰热成像）、航天器低温辐射探测仪。
​​医疗设备​​：高精度红外测温仪（非接触式体温监测）。


 

​​4. 砷化镓（GaAs）​
​

​​特性​​：禁带宽度1.42 eV，高频性能优异，耐高温及抗辐射。

​​应用​​：
​​射频器件​​：5G基站GaN-on-GaAs功率放大器（效率>70%）、卫星通信LNA低噪声模块。
​​光电子​​：VCSEL激光器（3D传感/AR/VR）、多结太阳能电池（太空应用，转换效率>32%）。

 
 

核心产品优势​​

​
上海知明科技结合先进材料与工艺，提供多元化复合衬底解决方案：


1. 跨材料异质集成​
​
​​·InP-on-SiC​​：结合InP光电性能与SiC高导热性，用于高功率激光雷达（LiDAR）模块，散热效率提升40%。

​​·GaAs-on-Blue Sapphire​​：利用蓝宝石化学惰性封装GaAs光电器件，延长寿命至10万小时（车规级认证）。

​​·InSb-on-Silicon​​：在硅基衬底上集成InSb磁敏层，实现低成本磁场传感器阵列。

·GaAs/金刚石复合衬底：通过背面沉积金刚石层（200–1000 μm），显著提升散热性能，适用于大功率激光器及射频器件。

·InP/Si键合衬底：采用室温晶圆键合技术，实现低电阻界面（<0.1 Ω·cm²），支持光电集成与多结太阳能电池。

·InAs纳米线异质结衬底：垂直生长InAs-InP纳米线阵列，增强红外探测灵敏度，适配焦平面阵列（FPA）。

·InSb基多功能外延片：结合MOCVD技术，定制多量子阱结构，优化长波红外器件性能。



​​2. 多尺寸与复合衬底​​

·​​晶圆规格​​：支持2-12英寸InP/GaAs晶圆，兼容4英寸InAs/InSb特殊尺寸。

·​​复合衬底​​：提供InP/GaAs叠层、InSb-on-InP异质结，适配光子集成电路（PIC）与射频前端模块。



​​3. 先进加工能力​​

​​·纳米级工艺​​：晶圆切割精度±0.1μm，表面粗糙度Ra <0.2nm（CMP抛光）。

·​​跨材料键合​​：支持硅通孔（TSV）、铜柱凸块（Cu Pillar）技术，实现2.5D封装集成。

 

知明服务

1、定制化外延生长：支持InP/GaAs基VCSEL、EML激光器等外延片定制，参数达国际领先水平。

2、先进晶圆工艺：涵盖物理研磨、化学抛光、等离子体刻蚀等，表面粗糙度≤0.1 nm。

3、稳定供应能力：可覆盖2–8英寸晶圆，支持快速交付。

4、技术合作开发：与高校及科研机构合作，推进纳米线、光子晶体光栅等前沿技术产业化。

5、全流程质控：从外延生长到封装测试，通过ISO 9001认证，确保器件可靠性。


 


知明愿景

上海知明科技致力于成为全球化合物半导体衬底领域的领导者，以InP、InAs、InSb、GaAs为核心，拓展至碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、蓝宝石等第三代半导体材料，推动光电子、功率器件及量子技术的革新。通过持续研发复合衬底技术与异质集成方案，助力“中国芯”突破国际技术壁垒，为5G通信、智能驾驶、绿色能源等领域提供高性能基础材料支持。


 

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