近日，由深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局特別支持，國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）、第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，深圳第三代半導體研究院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進中心有限公司共同承辦的第十六屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2019）暨2019國際第三代半導體論壇（IFWS 2019）在深圳會展中心召開。
期間，山西中科潞安紫外光電科技有限公司與中微半導體設備（上海）股份有限公司協(xié)辦的“固態(tài)紫外器件技術”分會如期召開。分會重點關注以氮化鋁鎵、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材料，高效量子結構設計及外延，以及發(fā)光二極管、激光器、光電探測器等核心器件的關鍵制備技術。
會上，挪威科學技術大學教授，挪威科學技術院院士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”的主題報告，介紹了石墨烯襯底AlGaN納米線外延生長技術。
2005年以來，Helge WEMAN教授在NTNU領導著一個科研小組研究用于光電應用程序的iii-v族半導體納米線和石墨烯。2012年六月，他參與創(chuàng)辦了Crayonano AS公司并任首席技術官兼董事。
報告指出，深紫外（200-315nm）主要應用領域為殺菌消毒，發(fā)射波長為265nm的UVC發(fā)光二極管需要摻雜約50%鋁的AlGaN。
外量子效應低仍然是紫外推廣的重要障礙。UVC發(fā)光二極管的效率非常低（EQE<10%），并且很高的價格（~1000美元/瓦），所以市場仍然很小。由于紫外的效率不高加上價格偏高，導致整個市場規(guī)模偏小。
目前UVC器件中的挑戰(zhàn)
無透明電極，不能使用ITO（吸收小于350納米的光）。因此，UVC LED通過基板（倒裝芯片）發(fā)光，并使用臺面蝕刻。然而，基質也吸收紫外線。
AlGaN的低p型摻雜，由于對p-AlGaN的高抗性，使用了p-GaN層。p-GaN吸收可能被反射回來的光。
內部量子效率低，AlGaN/GaN平面設計中晶格失配影響晶體質量的大問題。
光提取效率低，由于高折射率差，平面基片/抽氣效率（LEE）僅為~5%。TM-極化產(chǎn)生表面發(fā)射問題。
解決方案之AlGaN 納米線
納米線可以自下而上生長：使用催化劑或無催化劑（III族氮化物）外延生長。氮化物納米線LED的潛在優(yōu)勢：增加發(fā)光面積，降低效率下降；定位納米線可以增強光的提取；可以使用非極性和半極性平面（更高的內部量子效率）；比薄膜生長速度更快，材料消耗更低（成本更低）。
解決方案之石墨烯
石墨烯記錄導電率和導熱率，是柔性的，對光透明（所有波長），史上最薄最結實的材料
石墨烯作為透明電極
傳輸~97%（隨Gr層數(shù)減少）、板電阻~200 W/sq（隨Gr層數(shù)減少）；石墨烯對于深紫外（<320納米）光學器件（ITO是沒有替代品的）。
石墨烯生長GaN/AlGaN納米晶 等離子體輔助分子束外延（MBE）
與索菲亞大學的Kishino教授合作，石墨烯（石英玻璃）上垂直GaN納米線的自組裝生長。
薄AlN“島”緩沖區(qū)非常重要，增加納米線的成核密度，增加納米線的垂直度，降低石墨烯的N2等離子體損傷（與石墨烯缺陷相關的拉曼D峰）
在二氧化硅上使用CVD G，提及AlN BL的重要性，這個想法是為了保護SLG免受N2等離子體的影響，理想情況下，它應該保護整個石墨烯區(qū)域，但后來我們了解到，它是以島國的方式生長的（展示Hayashi的結果）。
用AlN代替GaN作為n-GaN納米柱的緩沖層，采用遷移增強外延（MEE）34,35，在805℃的襯底溫度下，用交替供應的Al原子和N2等離子體，在20個周期內沉積n-GaN納米柱，周期包括：Al供應（4s）、中斷（5s）和N2等離子體（3s）。
GaN/AlGaN納米線UVC LED,用MOCVD研究石墨烯
