11月25-27日，由深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局特別支持，國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，深圳第三代半導(dǎo)體研究院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十六屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2019）暨2019國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2019）在深圳會(huì)展中心召開。
11月27日上午，“固態(tài)紫外器件技術(shù)”分會(huì)如期召開。本屆分會(huì)山西中科潞安紫外光電科技有限公司、中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司協(xié)辦。
第三代半導(dǎo)體材料在紫外器件中具備其他半導(dǎo)體材料難以比擬的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。分會(huì)重點(diǎn)關(guān)注以氮化鋁鎵、氮化鎵為代表的紫外發(fā)光材料，以碳化硅、氮化鎵為代表的紫外探測(cè)材料，高效量子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外延，以及發(fā)光二極管、激光器、光電探測(cè)器等核心器件的關(guān)鍵制備技術(shù)。
挪威科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、挪威科學(xué)技術(shù)院院士Helge WEMAN，南京大學(xué)教授陸海，臺(tái)灣交通大學(xué)特聘教授郭浩中，中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司主任工藝工程師胡建正，上海大學(xué)教授、Ultratrend Technologies Inc總裁吳亮，河北工業(yè)大學(xué)教授張紫輝，鄭州大學(xué)Muhammad Nawaz SHARIF，廈門大學(xué)高娜，南京大學(xué)王致遠(yuǎn)等國(guó)際知名專家學(xué)者參加本次會(huì)議，力圖呈現(xiàn)紫外發(fā)光和探測(cè)領(lǐng)域在材料、器件、封裝及應(yīng)用等各層面的國(guó)內(nèi)外最新進(jìn)展。
目前AlGaN材料的深紫外LED主要用于消毒殺菌。會(huì)上，挪威科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授，挪威科學(xué)技術(shù)院院士Helge WEMAN帶來了題為“采用石墨烯襯底和透明底部電極的AlGaN納米線外延 UV LED”的主題報(bào)告，介紹了石墨烯襯底AlGaN納米線外延生長(zhǎng)技術(shù)。他表示，該技術(shù)比現(xiàn)有的薄膜技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)。由于現(xiàn)階段深紫外LED缺乏足夠好的透明電極、高位錯(cuò)密度、大部分采用比較貴的AlN襯底和AlN緩沖層等原因，因此價(jià)格都很高，而且發(fā)光效率低。首個(gè)用于論證的采用倒裝結(jié)構(gòu)的UV LED已經(jīng)完成，其采用的是雙層石墨結(jié)構(gòu)，其GaN/AlGaN的納米線采用MBE的技術(shù)進(jìn)行生長(zhǎng)，這種納米線具有很高的晶體質(zhì)量，并沒有很明顯的缺陷和應(yīng)力問題。目前檢測(cè)的結(jié)果顯示這種LED的發(fā)射波峰在365nm并沒有相關(guān)的缺陷黃光。
南京大學(xué)教授陸海分享了基于寬禁帶半導(dǎo)體以及相關(guān)應(yīng)用的UV檢測(cè)儀器發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了基于III族氮化物半導(dǎo)體和SiC的高性能UV光電探測(cè)器的材料生長(zhǎng)，設(shè)計(jì)和制造方面的最新工作。
對(duì)于大多數(shù)固態(tài)照明技術(shù)，尤其是對(duì)于深紫外發(fā)光二極管（DUV-LED）而言，提高光提取效率（LEE）具有非常重要的意義。臺(tái)灣交通大學(xué)特聘教授郭浩中做了題為“新型深紫外LED封裝發(fā)光技術(shù)提升”的報(bào)告，分析了不同封裝結(jié)構(gòu)對(duì)LEE的影響，并提出了一種新型的帶有硅油和半球透鏡的DUV-LED液體封裝結(jié)構(gòu)。
為了使基于AlGaN材料的深紫外LED能夠更廣泛地應(yīng)用于固化、水和空氣的凈化及醫(yī)療消毒等各方面，必須要大幅地降低其成本。提高深紫外LED的性能和增大單爐產(chǎn)能是實(shí)現(xiàn)更低成本的兩個(gè)關(guān)鍵因素。中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司主任工藝工程師胡建正分享了基于中微Prismo HiT3TM MOCVD設(shè)備的深紫外LED結(jié)構(gòu)優(yōu)化。與電光轉(zhuǎn)化效率超過70%的基于InGaN材料的藍(lán)白光LED相比，深紫外LED，尤其是UVC LED的效率還有很大的差距。中微設(shè)計(jì)的Prismo HiT3TM MOCVD平臺(tái)能夠單爐生長(zhǎng)高達(dá)18片2英寸或者4片4英寸UVC LED，并且具有較長(zhǎng)的維護(hù)周期。報(bào)告分享了在Prismo HiT3TM上采用納米圖形襯底(NPSS)進(jìn)行基于AlGaN材料的UVC LED的生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的成果。
上海大學(xué)教授，Ultratrend Technologies Inc總裁吳亮分享了“大批量工藝制備的高質(zhì)量氮化鋁模板材料表征分析”。報(bào)告中介紹了使用Ultratrend Technologies Inc.（UTI）開發(fā)的一系列專有技術(shù)制造高質(zhì)量2英寸/ 4英寸AlN模板的工業(yè)解決方案。
河北工業(yè)大學(xué)教授張紫輝帶來了題為“基于氮化物半導(dǎo)體和碳化硅光電子器件的仿真與分析”的精彩報(bào)告，介紹基于氮化物半導(dǎo)體和SiC材料光電子器件仿真與分析的最新結(jié)果。包括改善AlGaN基深紫外發(fā)光二極管(DUV LED) 載流子的注入效率，通過局部調(diào)控?fù)诫s類型改善了DUV LED的電流擴(kuò)展，并揭示了器件機(jī)理；針對(duì)GaN基核/殼LED以及Micro-LED的器件物理進(jìn)行了詳細(xì)研究，系統(tǒng)探究了各種參數(shù)對(duì)載流子輸運(yùn)及載流子復(fù)合過程的影響；同時(shí)介紹了基于4H-SiC的雪崩光電探測(cè)器的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)工作。
AlGaN基紫外LED由于在水凈化、生物探測(cè)、便攜式醫(yī)療診斷等方面的應(yīng)用受到人們廣泛關(guān)注。然而，采用MOCVD制備AlN模板使得紫外LED在商業(yè)化生產(chǎn)中價(jià)格十分昂貴。降低紫外LED生長(zhǎng)的復(fù)雜性和成本非常重要。中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所倪茹雪分享了直接在4英寸高溫退火濺射AlN模板上生長(zhǎng)的AlGaN基紫外LED的研究成果。在1600℃高溫處理后，200 nm濺射AlN模板的晶體質(zhì)量得到了顯著的改善，結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，研究結(jié)果顯示，4英寸高溫退火濺射AlN模板能夠達(dá)到與常用的2英寸高溫MOCVD AlN模板相當(dāng)?shù)男阅埽蓪?shí)現(xiàn)UV LED生長(zhǎng)的復(fù)雜度和成本的降低，有利于其制備和產(chǎn)業(yè)化。
鄭州大學(xué)Muhammad Nawaz SHARIF介紹了采用n-AlxGa1-xN低波導(dǎo)層連續(xù)分級(jí)生長(zhǎng)的深紫外納米線激光二極管光學(xué)約束優(yōu)化的研究成果。研究針對(duì)深紫外納米線激光器提出了一種連續(xù)漸變的AlxGa1-xN低波導(dǎo)層結(jié)構(gòu)。其新型結(jié)構(gòu)的Al的占比從75%降低到66%，性能對(duì)比的就是75%的Al成分AlxGa1-xN激光器。結(jié)果顯示n型低波導(dǎo)層的分級(jí)抑制了光場(chǎng)的泄露并增加了電子的遷移，由于偏振電場(chǎng)的產(chǎn)生，所有的場(chǎng)都集中在整個(gè)活動(dòng)區(qū)域附近，其導(dǎo)致了非常強(qiáng)的光約束性。
氮化物量子結(jié)構(gòu)是制備紫外乃至深紫外發(fā)光二極管、探測(cè)器，以及激光器的核心結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵材料。然而，由于生長(zhǎng)過程中存在晶格失配大、氣相預(yù)反應(yīng)強(qiáng)等問題，想要制備出具有原子尺度的陡峭界面和均勻組分的量子結(jié)構(gòu)材料具有一定難度。特別是生長(zhǎng)特征尺度達(dá)到單個(gè)分子層量級(jí)的氮化物量子結(jié)構(gòu)，涉及的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)過程尤為復(fù)雜，制約了超晶格、量子阱等結(jié)構(gòu)品質(zhì)的提高。
廈門大學(xué)高娜帶來了題為“可原子尺度精確調(diào)控的AlN/GaN結(jié)構(gòu)分選生長(zhǎng)”的主題報(bào)告，從晶體生長(zhǎng)熱力學(xué)角度出發(fā)，采用第一性原理模擬了原子反應(yīng)單體在晶體生長(zhǎng)表面的化學(xué)勢(shì)，以揭示反應(yīng)單體隨生長(zhǎng)氛圍變化的規(guī)律。結(jié)合具體的研究，所生長(zhǎng)的AlN/GaN結(jié)構(gòu)界面陡峭清晰且原子層量級(jí)可辨，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生長(zhǎng)單體的分選，達(dá)到吸附單體的一致和原子級(jí)表面平整度，為紫外和深紫外波段內(nèi)不同單色波長(zhǎng)的高精度量子結(jié)構(gòu)制備奠定了材料基礎(chǔ)。
深紫外(DUV)和極深紫外(EUV)探測(cè)器在光刻、天文監(jiān)測(cè)以及國(guó)防預(yù)警等諸多領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。在適用于DUV和EUV探測(cè)的所有寬禁帶半導(dǎo)體材料中，碳化硅(SiC) 因其可見光盲、漏電流低和抗輻射性能好等優(yōu)良特性能而受到了廣泛的關(guān)注。南京大學(xué)王致遠(yuǎn)做了題為“用于DUV和EUV探測(cè)的高性能SiC肖特基勢(shì)壘光電二極管”的主題報(bào)告，結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)研究，制備了一種大尺寸、低漏電的Ni/SiC肖特基二極管，并對(duì)其在DUV和EUV波段的光電探測(cè)性能進(jìn)行了表征分析。
（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解）
