為了使基于AlGaN材料的深紫外LED能夠更廣泛地應用于固化、水和空氣的凈化及醫療消毒等各方面,必須要大幅地降低其成本。提高深紫外LED的性能和增大單爐產能是實現更低成本的兩個關鍵因素。與電光轉化效率超過70%的基于InGaN材料的藍白光LED相比,深紫外LED,尤其是UVC LED的效率還有很大的差距。
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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。
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會上,中微半導體設備(上海)股份有限公司主任工藝工程師的胡建正就用于深紫外的MOCVD的設備進行了探討。他介紹了紫外LED的應用的應用領域、市場規模,重點對采用的設備進行了介紹。
針對設備方面,他認為HIT3是目前主流的MOCVD的機型,而目前的紫外行業的主要參與者有多家。Seoul Viosys / SETi、LG Innotek、Crystal IS、Bolb Inc.、Nichia、Nitride Semiconductor、Epitop (Jason)、Sanan。中微也已經開發了兩種量產MOCVD,18片/2寸和4片/4寸。
目前市面上主要采用的紫外設備(高溫MOCVD)有以下幾種:
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帶噴頭式的Prismo HiT3TM噴頭/接收器示意圖
目前影響UVC LED器件的發光效率的主要因素:優質AlN/AlGaN的生長:藍寶石:大晶格與熱失配;氮化鋁基板:非常昂貴,體積小。高Al%組分的AlGaN的N型摻雜;高量子效率AlxGa1 xN/AlyGa1 yN MQW的設計:極化;很少或沒有銦,對缺陷有感覺。高Al%組分的AlGaN的P型摻雜。
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優質氮化鋁生產技術路線
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AlN在3種不同形貌圖形襯底上的外延生長