紫外傳感器的功能是將紫外線強度信息轉換為可測量的電信號。在環境監測、生化監測、深空探測、國防預警等領域具有應用。一定程度上，有紫外發光器件，就應該有紫外光探測器件。以紫外消毒應用為例，理論上講，紫外凈化設備應加裝紫外傳感器，對紫外光的強度和輻照劑量進行監測，確保消毒滅菌過程的徹底和可靠，否則就可能給用戶帶來很大的衛生和安全隱患。
 

紫外增強Si光電探測器具有技術成熟、紫外波段響應度較高的優點，但是需要復雜的濾光結構，甚至難以實現。第三代半導體紫外傳感器方面，基于新型寬禁帶半導體材料（如: GaN、SiC）的紫外感光芯片具有顯著的潛在應用優勢，是世界各主要國家研發的重點。
 

在近日由長治市人民政府、國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）和山西云時代技術有限公司共同主辦的“第二屆紫外LED長治產業發展峰會”上，南京大學教授陸海分享了第三代半導體紫外傳感器技術及產業化推廣與應用情況。

氧化鎵，金剛石，氮化硼等寬禁帶材料成熟度相對低，禁帶寬度偏大。GaN基半導體是制備藍光及白光發光二極管和新一代電力電子器件的骨干材料；同時，GaN基半導體還是制備紫外傳感器的優選材料。近年來半導體照明產業的高速發展，為GaN基紫外傳感器的產業化打下了良好的產業鏈基礎。
 

SiC是間接帶隙半導體，不能做發光器件，但仍適合做光探測器件。得益于SiC功率電子器件的產業化投入，SiC襯底和器件工藝技術日益成熟。III族氮化物半導體材料的禁帶寬度連續可調，在不加濾光片條件下，可實現UVA、UVB、UVC、UVV等細分譜段紫外傳感器，適合于多種不同應用場景?；赟iC和GaN的常規結構紫外探測器已經實現產業化，被廣泛應用于環境監控、火焰探測、紫外固化和紫外消毒設備的輻照劑量監控等領域。
 

現有SiC和GaN紫外探測器在紫外汞燈和紫外脈沖激光的長期照射下均體現出良好穩定性。相比之下，傳統Si光電探測器在強紫外輻照下衰減較快。
 

在全球光電傳感器市場中，紫外傳感器的市場份額雖然較可見光和紅外探測器的市場份額要小，但預計未來市場總額不斷上升，應用領域遍布在工業、環境、食品、電力和醫藥衛生各個領域。
 

新思界《2019-2024年中國紫外探測器行業市場深度調研及發展前景預測報告》聲稱預計到2022年，我國紫外探測器行業需求規模將增長至8.44億元。
 

從應用上來看，有很多典型應用，比如日照紫外線指數監控，有各式日照紫外指數監測設備。據國際IFSA組織的市場研究報告，38%的受訪者希望智能手機上能夠集成日照紫外線指數傳感器，相應紫外探測器的市場需求及其龐大。 三星Note手機、三星Gear S手環微軟手環上均已集成紫外傳感器。
 

紫外消毒輻射劑量測量方面，紫外線滅菌具有無色無味無化學物質遺留的優點，在食品、水處理和空氣凈化領域代替傳統的氯、臭氧殺菌技術已經成為發展趨勢。 但是，要想安全可靠地使用紫外線進行滅菌，必須使用紫外傳感器對紫外線輻射劑量進行監控。紫外傳感芯片對防止“紫外泄漏”和實現家電的智能化有重要意義。
 

紫外固化過程工藝監控方面，紫外固化工藝在半導體芯片制程、現代化工、涂料和印刷行業具有舉足輕重的地位，已經觸及到普通人生活的各個層面，產業規模龐大。由于紫外固化過程必須保證精準，紫外輻射強度的在線監測已經成為產業發展趨勢。
 

在線水質和大氣污染物檢測領域，傳統水質檢測技術主要是基于電化學分析或化學染色技術，不僅需要專人維護，而且存在廢液處理問題。這樣的系統價格昂貴，無法直接安裝在飲水機等家用終端設備上。隨著高性能紫外感光芯片的出現，基于紫外吸收光譜方法的水質在線檢測技術日益成熟。
 

中國的凈水器年銷量約為1500萬臺，且隨著人們健康意識的增強，凈水機市場呈現爆炸性增長。城市管網的水質監測布控已經逐漸啟動和推廣，在線實時監測是實現“大數據”智能布控的核心技術保障。
 

高壓線紫外電暈/電弧檢測應用方面，現有的弧光和電暈監測方案或者不夠靈敏，或者過于昂貴，難以大規模推廣。紫外傳感技術是高壓線電弧光和電暈監測的最優方案！其大規模推廣的基礎是高性能紫外傳感芯片。僅蘇州地區10KV以上配電柜就達10000套以上，大規模實時布控和無線聯網是未來發展方向。
 

此外，還有高靈敏度紫外成像應用等。日盲紫外探測器及其成效陣列在天基、空載、及艦載預警系統；紅外/紫外雙色制導等國防領域具有重要應用。日盲深紫外探測器在軍工領域特殊應用也具有優勢，240-280nm波段的太陽光在穿過大氣層時幾乎完全被大氣臭氧層吸收，地表該波段無太陽背景輻射，猶如天然“暗室”，探測到的任何信號都起源于目標，信號識別具有獨特優勢。
 

陸海表示，由于優異的材料性能，以III族氮化物和SiC為代表的寬禁帶半導體是制備紫外傳感器件的優選材料。常規結構GaN基和SiC紫外傳感器已經達到產業化水平，并在不斷拓展新型應用。由于材料成熟度較高，SiC紫外單光子探測器已經可以實現較好的性能。此外，寬禁帶半導體紫外探測技術正快速向“成像陣列” 方向發展。
 

南京大學是我國第三代半導體領域的主要研究單位之一，近二十年來，南京大學團隊在鄭有炓院士和張榮校長的領導下，積極開展寬禁帶半導體材料的外延生長、發光器件、功率器件和紫外傳感器件等方面研究，具備了良好的研究積累。南京大學團隊在國內首先實現了SiC紫外單光子探測器，這一突破將會對我國相關領域的技術進步起到推動作用。