相比于傳統(tǒng)紫外光源，氮化物紫外光源具有綠色環(huán)保、小巧便攜、易于集成、壽命長等優(yōu)點。紫外線消殺的應用非常廣泛，除了傳統(tǒng)應用場景，也有巨大的新興增量市場。紫外線能將細菌的DNA或RNA基因鏈打碎，使其不可復制，從而達到殺菌目的。深紫外線消毒屬于物理消殺方式，不受溫度、濃度、活性等化學平衡條件影響，且無毒、無汞、無殘留、無異味，特別適合空氣、水、食品、物體表面和人體殺菌。隨著《水俁公約》頒布實施以及健康環(huán)保需求提升，亟須綠色環(huán)保的新型紫外光源。
中科潞安作為集核心裝備、核心材料、芯片制造、封裝應用于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)垂直整合型深紫外LED企業(yè)，中國科學院半導體研究所研究員/博士生導師、山西中科潞安紫外光電技術有限公司總經(jīng)理閆建昌出席第八屆國際第三代半導體論壇（IFWS）&第十九屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA），并在“UV LED創(chuàng)新應用峰會“上，分享了大功率深紫外LED產(chǎn)業(yè)化關鍵技術探討專題報告。
氮化物半導體是實現(xiàn)紫外發(fā)光器件的優(yōu)選材料，報告指出大功率深紫外LED電光轉換效率（WPE）普遍＜5%，嚴重制約了深紫外 LED 的應用與推廣。面臨著深紫外LED性能提升需要攻克從核心材料、芯片工藝到器件封裝的系列問題，材料質(zhì)量方面，外延層的位錯密度高，紫外LED的內(nèi)量子效率指數(shù)下降；光吸收和歐姆電極問題；封裝導致的光提取和可靠性問題等技術挑戰(zhàn)。報告詳細分享了NPSS外延、應力控制、高溫退火AlN模板、高質(zhì)量AlGaN外延、透明p型層、高反射電極、光提取、壽命、集成封裝、芯片性能等技術進展與成果。
其中，應力控制方面，高溫/高壓下采用氫氣原位刻蝕技術在襯底表面形成空洞，釋放外延應力，減少外延片翹曲。高溫/高壓下采用氫氣原位刻蝕技術在襯底表面形成空洞，釋放外延應力，在整個外延生長過程中翹曲基本不上升，控制生長應力，使得量子阱處于無應力狀態(tài)生長（翹曲接近0）。
濺射+高溫退火制作AlN模板方面，濺射提供原子空位，使得位錯在高溫退火過程中實現(xiàn)快速攀移并湮滅，最終可以在較低厚度下獲得高質(zhì)量AlN模板。
SiH4預處理技術，在生長AlGaN之前預通SiH4可促進AlGaN的3D生長，并加快3D to 2D的生長模式轉變及表面合并，獲得平整的高質(zhì)量nAlGaN薄膜。
高反射電極方面，基于透明導電電極的反射方案，光提取效率提升5-10%。光提取方面，n型粗化方案可有效提高光提取效率，降低工作電壓。光學結構設計降低界面損耗增加出光。UVC LED芯片常溫老化外推壽命~3萬小時。報告指出，深紫外LED的性能水平影響了其應用與推廣。高性能、大尺寸是深紫外LED產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展趨勢。
嘉賓簡介
閆建昌，中國科學院半導體研究所研究員/博士生導師、山西中科潞安紫外光電技術有限公司總經(jīng)理。長期從事氮化物半導體材料和器件研究，尤其專注于氮化鎵半導體紫外發(fā)光二極管（UVLED）領域十余年，負責國家863計劃、自然科學基金、重點研發(fā)計劃等多項國家級科研項目，取得了具有國際影響力的研究成果。與美國、日本、歐洲等多國的領域著名研究機構開展了學術交流合作，并與產(chǎn)業(yè)界建立了良好的互動合作關系。
主持承擔國家863課題“深紫外LED外延生長及應用技術研究”，國際上首次在納米圖形藍寶石襯底(NPSS)上MOCVD外延出高質(zhì)量AlN材料，材料質(zhì)量為國際最好水平之一，研制出首支基NPSS的深紫外LED。主持自然科學基金項目“AlGaN基紫外激光二極管研究”，成功實現(xiàn)了國內(nèi)首個UV-B和UV-C深紫外波段氮化物半導體量子結構的室溫受激發(fā)射。發(fā)表學術論文五十余篇，申請國家發(fā)明專利三十多項。獲中科院成果鑒定兩項，2012年度北京市科學技術獎一等獎、2015年度國家科學技術進步獎二等獎。
企業(yè)簡介
中科潞安成立于2018年4月，注冊資本4.13億元，位于長治高新區(qū)漳澤新型工業(yè)園區(qū)，是集核心裝備、核心材料、芯片制造、封裝應用于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)垂直整合型深紫外LED企業(yè)。產(chǎn)品涉及紫外LED模組，涵蓋表面殺菌、水殺菌、空氣殺菌等全場景殺菌解決方案；配套模組產(chǎn)品，涵蓋紫外LED燈珠，涵蓋低、中、高、超高功率半無機封裝、全無機封裝燈珠產(chǎn)品；紫外LED芯片，波長涵蓋UVA、UVB、UVC等全部紫外波段；紫外LED外延片，波長涵蓋UVA、UVB、UVC等全部紫外波段；冷鏈物流快遞消毒設備等工程應用產(chǎn)品；電梯扶手、電梯轎廂消毒等工程應用整體解決方案；醫(yī)用空氣消毒系列產(chǎn)品及醫(yī)用空氣消毒解決方案；母嬰、商旅、家居系列等智能化民用衛(wèi)生健康消費產(chǎn)品。
