第三代半導體材料在紫外器件中具備其他半導體材料難以比擬的優勢，展現出巨大的應用潛力。紫外LED也是目前氮化物技術發展和第三代材料技術發展的主要趨勢，擁有廣闊的應用前景。
 

     據YOLE統計，2017年，傳統的紫外燈市場接近42.5百萬套/臺 ，市場份額達到7.08億美金。近十年來紫外LED的市場占有率增加了三倍。隨著紫外LED技術的不斷發展，為新的高功率應用開辟道路，同時也將會帶來更多商業模式和戰略演變。
 

     在這十年中，技術、市場和產業發展，完全改變了紫外LED市場前景，使得紫外LED技術能夠從其他紫外照明技術中獲得更多的市場份額，從2008的8%的市場份額的，紫外LED有望在2018的市場份額達到25%。
 

     2018年10月23-25日，第十五屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2018）暨2018國際第三代半導體論壇（IFWS 2018）在深圳會展中心舉行。本屆論壇由國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）與深圳市龍華區政府聯合主辦。深圳第三代半導體研究院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司共同承辦。
 

     10月24日下午，“固態紫外器件技術”分會如期舉行，美國Crystal IS.聯合創始人Leo SCHOWALTER，中科院半導體研究所研究員、中科院半導體照明研發中心副主任王軍喜，華中科技大學教授陳長清，北京大學副教授許福軍，三重大學助理教授永松謙太郎，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員孫錢，廈門大學教授黃凱，中南大學教授汪煉成，南京大學蘇琳琳等中外同行專家帶來精彩報告，并分享各自的最新研究成果。廈門大學教授康俊勇，中科院半導體研究所研究員、中科院半導體照明研發中心副主任王軍喜共同主持了本屆分會。

     高質量（TDD低于105 cm2）的兩英寸直徑的氮化鋁（AlN）襯底現已可用于生產UVC LED（波長小于280 nm）。最近一些研究小組開始開發研究波長小于240nm的UVC LED，美國Crystal IS.聯合創始人Leo SCHOWALTER帶來了“短波紫外（UVC ）LED：氮化鋁襯底的優勢”的報告，分享了在短波長處獲得高性能UVC LED的研究進展和成果，他表示，盡管存在很多問題，仍能夠在235nm波長處獲得高性能UVC LED。

     基于三族氮化物(III-nitride)材料的紫外發光二極管(UV LED)在殺菌消毒、聚合物固化、生化探測、非視距通訊及特種照明等領域有著廣闊的應用前景,近年來受到越來越多的關注。中科院半導體研究所研究員、中科院半導體照明研發中心副主任王軍喜分享了氮化物紫外LED的機遇與挑戰。

     AlGaN基深紫外LED吸引了人們越來越多的注意，因為其在殺菌，水凈化，皮膚病治療，生物探測等方面有著潛在的應用前景。由于藍寶石襯底和AlGaN材料之間存在著很大的晶格失配和熱失配，因而，多量子阱有源區的生長伴隨著較高的位錯密度，這導致更多非輻射復合的發生從而只能獲得較低的內量子效率。所以，AlGaN基的深紫外LED目前仍未普及應用的主要原因是受限于其較低的量子效率。華中科技大學教授陳長清帶來了深紫外DUV-LED發光效率的提升策略的報告，結合具體的研究過程，他表示研究實現了在納米圖形化襯底上生長無裂紋的厚膜AlN層，此外，在藍寶石背面制備的蛾眼微結構能有效改善深紫外LED的光提取效率和外量子效率。

     發射短波紫外線波長(搿的AlGaN基深紫外(DUV)發光二極管(LED)可廣泛應用于水/空氣凈化、日常消毒、表面消毒、醫療診斷和生化劑檢測。北京大學副教授許福軍分享了高質量AlN和AlGaN基深紫外發光二極管外延生長研究，分享了高質量AlN、AlGaN以及高效AlGaN倍增量子阱以及p型AlGaN的研究成果。

     隨著應用的逐漸擴大，近年來，使用同樣III族氮化物半導體制備的UVC-LED作為汞燈的替代，備受關注，三重大學助理教授永松謙太郎帶來了UVC-LED中應力松弛層對濺射沉積高溫退火AlN /藍寶石影響的研究，分享了一種方法將濺射沉積的高溫退火(Sp-HTA) AlN/藍寶石作為UVC-LED的襯底，以在大規模量產中降低成本。同時探討了基于Sp-HTA AlN/藍寶石的UVC-LED的應力松弛層的細節特征。

     硅基AlGaN紫外光電子材料與器件也是業界關注的熱點，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員孫錢分享了該領域相關的研究進展。

     廈門大學教授黃凱帶來了深紫外AlGaN多量子阱納米柱LED中內量子效率和光提取效率增強的報告，結合研究實踐介紹了制備的高度有序的AlGaN基深紫外納米柱LED陣列等內容。光提取效率增強可歸因于空氣和外延層之間質量良好的納米結構界面。此外，量子限制斯塔克效應的減弱使得內量子效率得到大幅提高。

     紫外光在人類生活中扮演著重要的角色，包括激光設備、光刻機和滅菌機等，其中聚光透鏡是許多紫外設備的重要組成部分之一。傳統的光學紫外透鏡主要依靠光折射來實現波前整形，即紫外光通過光學介質傳輸，達到所需的相位補償，缺點是制造成本較高、體積較大。這不利于紫外納米光子學往微型化和高密度融合趨勢的發展。中南大學教授汪煉成分享了基于寬禁帶AlN的紫外光功能結構和器件的研究成果，包括基于氮化鋁(AlN)超構表面的紫外光功能結構：紫外透鏡，紫外光分束器，和紫外反射鏡。基于氮化鋁(AlN)納米柱陣列結構的紫外超透鏡，實現對UVC (244nm)、UVB (308nm)和UVA (375nm)波長的聚焦功能，設計了紫外基于氮化鋁(AlN)納米柱陣列結構的紫外超構反射鏡。

      紫外單光子探測器在軍事和民用領域有重要的應用前景。4H-SiC作為新型第三代半導體材料具有禁帶寬度大、載流子飽和漂移速度高、碰撞離化系數大、化學穩定性優等優勢，是制備紫外雪崩光電探測器（APD）的優選材料。近年來，雖然4H-SiC APD的性能不斷提高，但仍存在雪崩增益不均勻，單光子探測效率低等問題。南京大學蘇琳琳帶來了4H-SiC紫外雪崩光電探測器的雪崩不均勻性研究的報告，具體的研究實踐表明顯示器件臺面內的雪崩不均勻性與[11-20]晶向有關，這對優化器件結構、提高性能有重要指導意義。

（根據會議資料整理，如有出入敬請諒解。）