氮化物半导体固态紫外技术,特别是基于AlGaN材料的固态紫外光源,是氮化物光电子发展的重要方向和热点领域。在材料科学、光电子器件研究和应用领域都取得了显著进展,但仍需进一步解决一些技术瓶颈问题,以实现更广泛的应用。
近日,第十届国际第三代半导体论坛&第二十一届中国国际半导体照明论坛(IFWS&SSLCHINA2024)在苏州召开。 论坛期间,国家第三代半导体技术创新中心(苏州)、北京北方华创微电子装备有限公司、苏州思体尔软件科技有限公司协办的“氮化物半导体固态紫外技术及应用”上,日本三重大学教授三宅秀人,南京大学电子科学与工程学院教授陆海,中国科学院半导体研究所研究员闫建昌,厦门大学副教授尹君,北京大学物理学院长江特聘教授许福军,中国科学技术大学教授孙海定,南京大学助理教授蔡青,郑州大学Muhammad Nawaz SHARIF,中国科学院半导体研究所吴涵,华中科技大学、武汉优炜芯科技有限公司、武汉纺织大学单茂诚等专家们带来精彩报告,共同探讨氮化物半导体固态紫外技术及应用的最新进展。厦门大学特聘教授康俊勇,中国科学院半导体所宽禁带半导体研发中心主任、研究员王军喜共同主持了本届峰会。
康俊勇
厦门大学特聘教授
王军喜
中国科学院半导体所宽禁带半导体研发中心主任、研究员
三宅秀人
日本三重大学教授
日本三重大学教授三宅秀人做了“在面对面退火溅射沉积AlN模板上制备深紫外LED”的主题报告,分享了相关研究进展。涉及面对面退火溅射沉积氮化铝模板(FFA Sp AlN,薄膜位错密度低/表面平整度优越/制造工艺成本降低。研究显示,FFA Sp AlN模板中TDDs的减少,研究发现AlN模板中的边缘位错密度和螺旋位错密度分别为107和103 cm-2。报告演示了在FFA Sp AlN上制造的深UVC和远UVC LED,在FFA Sp AlN上展示了高效UV-C LED。在FFA-Sp AlN模板上制备m极性AlN和230nm MQW,PL效率显著提高。
陆海
南京大学电子科学与工程学院教授
南京大学电子科学与工程学院教授陆海做了“宽禁带半导体紫外光电探测器研究进展与产业应用”的主题报告,分享了第三代半导体紫外探测器技术、紫外单光子探测技术、宽禁带半导体软X射线探测器等内容。报告指出,近年来半导体照明产业的高速发展,为GaN基紫外探测器的产业化打下了良好的产业链基础。基于SiC和GaN的常规结构紫外探测器已经实现产业化,被批量应用于环境监控、火焰探测、污染物检测、紫外固化和紫外消毒设备的辐照剂量监控等领域。半导体软X射线探测器方面,现有商用Si基软X射线探测器几乎全部由国外2-3家公司所生产,已经完成了多年的技术迭代;我国在这一领域开展的研究工作稀少,依靠国外产品;Si基软X射线探测器应用上受到自身性能限制:二级以上制冷、封装成本高。
尹君
厦门大学副教授
厦门大学副教授尹君做了“微结构光操控应用于波长短于250nm深紫外LED光提取增强”“的主题报告,分享了用于DUV LED的等离子体耦合增强型LEE、用于高效亚250nm LED的等离子ODR焊盘等内容。报告显示,等离子体耦合是提高DUV LED EQE的有效方法,SP Exciton耦合与当前工艺的兼容性较差,外耦合以低成本显示出巨大的应用前景。光子的波矢量由n接触棒和等离子体垫操纵等。
许福军
北京大学物理学院长江特聘教授
北京大学物理学院长江特聘教授许福军做了”高效AlGaN基DUV发光二极管研究“的主题报告,分享了倒装芯片DUV LED的研究进展、垂直注入DUV LED的研究进展等内容。研究显示,开发了一种由多级p-AlGaN层组成的集成p区,这有助于提高有源区中的空穴浓度,同时抑制DUV LED中的电子泄漏;提出了一种由图案化ITO和Al反射器组成的复合p电极,确保了欧姆接触的形成和DUV光的高反射率,提高了DUV LED的光提取效率;280nm倒装芯片DUV LED实现了12.98%的最大WPE,这是迄今为止报告的最高值之一;提出了一种突破性的DUV LED路线图,实现了2至4英寸垂直注入配置器件的晶圆级制造。
Muhammad Nawaz SHARIF
郑州大学
郑州大学Muhammad Nawaz SHARIF做了”基于高效n极AlGaN隧道结的254 nm DUV LED实现零效率下降“的主题报告,分享了AlGaN基紫外LED的挑战和低空穴注入的挑战,基于AlGaN的隧道结紫外LED和下划线物理,基于AlGaN-TJ的DUV LED模型等研究u成果。报告指出,需要超过10%EQE的DUV 254nm LED的实际使用改进降低了工作电压(Vth)和注入电流密度(Jth)。结合高度透明的AlGaN隧道结(TJ)->更高的空穴注入和更高的载流子注入效率(CIE),->光提取效率(LEE),并最大限度地减少电子溢出->IQE。可忽略的电子泄漏和高空穴输运到MQW中。
中国科学院半导体研究所
中国科学院半导体研究所吴涵做了”基于高温退火AlN模板的低阈值AlGaN多量子阱激光器“的主题报告,分享了AlN模板的制备、AlN/AlGaN多量子阱的光泵浦等内容。研究显示,较厚的HTA-AlN基板在一定范围内具有较低的位错密度。足够的热清洗时间有效去除AlON岛。与MO AlN模板相比,Reg-HTA-AlN模板上的激光条具有较低的阈值和较窄的线宽。这是由于较低的位错密度和更光滑的表面形态。随着腔长的增加,激光阈值和线宽整体减小。(腔长=2mm,阈值=86 kW/cm2,线宽=0.22 nm,峰值波长=262 nm)。
闫建昌
中国科学院半导体研究所研究员
《非极性面AlN与紫外LED》
孙海定
中国科学技术大学教授
《GaN基紫外光电集成器件》
蔡青
南京大学助理教授
《高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器新结构设计与器件物理研究》
单茂诚
华中科技大学、武汉优炜芯科技有限公司、武汉纺织大学
《AlGaN基深紫外micro -LED和光泵浦激光器研究》
(根据现场资料整理,仅供参考)