寬帶隙半導體由于其大的帶隙能量,高的電子飽和速度,優異的輻射硬度和耐高溫性,最近在紫外線(UV)光電探測器應用中引起了廣泛的關注。這樣的光電探測器具有各種潛在的應用,包括火焰探測,環境監測,化學/生物制劑探測和太陽物理學。
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,南京大學教授陸海介紹了寬禁帶半導體紫外探測器的技術及應用發展。紫外探測器的關鍵應用領域以及基于WBG的光電探測器的最新進展:1)Ⅲ族氮化物基紫外光電探測器;2)碳化硅單光子計數紫外光電倍增管。
紫外探測器的市場規模
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,但預計到2021年市場總額也達到27.4億美元,年增長率超過19%;基于紫外傳感器的應用產品市場要龐大很多,遍布在工業、環境、食品、電力和醫藥衛生各個領域,市場規模超過200億美金。
應用1:日照紫外線指數監控
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應用2:紫外消毒輻射劑量測量
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應用3:紫外固化過程工藝監控
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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。
應用4:紫外火災報警器應用
目前,傳統紫外火災報警器所用中的感光元件是真空紫外光敏管,綜合成本高,且有體積重量限制。隨著近年來半導體紫外探測器性能的不斷提高,特別是高增益紫外雪崩光電探測器以及成像陣列的出現,半導體紫外傳感器有望進軍紫外火災報警器這一龐大市場。
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應用5:高靈敏度紫外相機
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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。未來主流6英寸,外延和工藝技術成熟。不同的應用對紫外探測器的性能和工作模式有不同的要求。面向“較低-很強”紫外輻射應用的探測器。