近日，由深圳市龍華區科技創新局特別支持，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）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）股份有限公司協辦的“固態紫外器件技術”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，發射波長為265nm的UVC發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，導致整個市場規模偏小。

目前UVC器件中的挑戰

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-極化產生表面發射問題。

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的潛在優勢：增加發光面積，降低效率下降；定位納米線可以增強光的提??；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層數減少）、板電阻~200 W/sq（隨Gr層數減少）；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