嘉興鼎鎵半導體有限公司（簡稱“鼎鎵半導體”）于2022年1月實現(xiàn)了首張6英寸高功率深紫外LED外延的結(jié)構(gòu)設計和生長流片，完成了工藝和配方的量產(chǎn)調(diào)試，據(jù)稱為鼎鎵半導體單片100mW以上高功率深紫外滅菌芯片的規(guī)模量產(chǎn)打下了堅實的基礎，將傳統(tǒng)的50mW以上的單片高功率深紫外LED芯片的生產(chǎn)成本降低到原有價格的三分之一，同時將高功率固態(tài)半導體深紫外DUV激光器光源的研制生產(chǎn)變?yōu)榱丝赡堋?nbsp;

圖1 鼎鎵半導體六英寸氮化鎵深紫外LED外延片

鼎鎵半導體成立于2021年4月，注冊資本1000萬元，是一家以第三代半導體外延片、芯片設計制備及相關應用產(chǎn)品開發(fā)為主的企業(yè)，主要產(chǎn)品是以第三代半導體材料為主的GaN紫外光電半導體芯片（深紫外LED芯片）、深紫外探測器、氮化鎵功率芯片等。

 

由日亞化學提供UVC-LED芯片，臺亞半導體（日亞化學旗下子公司，原光磊科技）提供封裝，方向鎖定在6565UVC-LED，產(chǎn)品功率以60-100mW為主的產(chǎn)品已完成開發(fā)，將持續(xù)優(yōu)化UVC-LED封裝產(chǎn)品設計。據(jù)臺亞半導體表示，預計2022年第二季度量產(chǎn)出貨，正式導入市場。
 

目前UVC-LED產(chǎn)品多導入在家電產(chǎn)品中，在消費者中接受程度日漸提高。據(jù)臺亞半導體透露的資料顯示，將持續(xù)開發(fā)多款不同光學功率效能的產(chǎn)品，主要集中在水殺菌及空氣殺菌處理為主，適用于家電產(chǎn)品市場，產(chǎn)品目標鎖定大陸市場。

 

山口大學、國立技術研究所和三重大學通過使用濺射和退火形成的模板最小化光猝滅位錯，共同合作制造了內(nèi)部量子效率為90%的多量子阱異質(zhì)結(jié)構(gòu)。 據(jù)了解，內(nèi)部量子效率是通過在不同溫度下進行光致發(fā)光測量得出的，并假設該效率在絕對零度時為 100%。該方法確定了通過濺射形成基底的樣品的室溫內(nèi)量子效率值為 90%，而對照僅為 58%。通過考慮在一定激發(fā)密度范圍內(nèi)的內(nèi)部量子效率，該團隊在包含濺射模板的樣品中發(fā)現(xiàn)了 10 K 的效率平臺。這一特征表明，在低激發(fā)密度下，非輻射復合中心要么完全飽和，要么完全凍結(jié)。相比之下，在相同溫度下，對照樣品中的非輻射復合中心是活躍的?；谶@一發(fā)現(xiàn)，研究人員得出結(jié)論，使用面對面退火的 AlN 模板會降低活性區(qū)域中非輻射復合中心的密度。

圖2 EXCITATION POWER DENSITY（KW/cm²）

通過提高樣品溫度，團隊成員確定內(nèi)部量子效率在 400 K 時高達 66%，在 500 K 時高達 33%（見上圖），并將如此高的值歸因于 400 K 以下非輻射復合中心的微不足道的熱激活。 之前建立在塊狀 AlN 基礎上的器件具有出色的內(nèi)部量子效率，但由于襯底成本高，因此整體產(chǎn)品成本很高。這一成功突破可以鞏固商用深紫外LED的bang-per-buck增長。除了降低成本外，使用藍寶石襯底制造此類發(fā)射器有助于工藝開發(fā)并提高可靠性。 目前該團隊現(xiàn)在正計劃制造和設計 LED 光提取結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化量子阱結(jié)構(gòu)。

 

元旭半導體與美國硅谷的國際深紫外LED專業(yè)公司、透明深紫外LED技術和專利的發(fā)明者—美國BOLB公司簽訂了《高效率大功率鋁鎵氮深紫外殺毒芯片》的合作開發(fā)戰(zhàn)略協(xié)議，就高效率大功率鋁鎵氮深紫外LED模組的研發(fā)、應用產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化等進行深入合作。
 

元旭半導體并于近日先后獲批“濰坊市一企一技術中心”和“濰坊市新型微納襯底芯片重點實驗室”。

 

北京大學王新強教授團隊及其松山湖材料實驗室第三代半導體團隊深入合作，通過在高結(jié)晶質(zhì)量HTA-AlN上設計引入3D-2D應力調(diào)制層，在以壓應力為主的HTA-AlN表面外延制備了一層張應力的氮化鋁過渡層，成功的兼容了壓應力壓制裂紋與張應力降低表面粗糙度的雙重優(yōu)點。該工作最終在前期團隊制備的4英寸高質(zhì)量HTA-AlN基礎上首次成功實現(xiàn)了4英寸表面平整無裂紋高性能UVC-LED外延片。通過對外延片及所制備LED芯片的進一步性能測試，如圖(c)-(g)，4英寸UVC-LED外延片/芯片展現(xiàn)出了均勻性優(yōu)異、高單色性、高發(fā)光功率等一系列優(yōu)點。該工作為實現(xiàn)UVC-LED與傳統(tǒng)藍光LED工藝的無縫對接鋪平了道路，能夠降低制造成本從而推動了UVC-LED的普及。

圖3 (a) 4英寸HTA-AlN模板上通過MOCVD制備的UVC-LED結(jié)構(gòu)示意圖；(b) UVC-LED在MQWs區(qū)域的HAADF-STEM圖像；(c) 方塊電阻分布圖(單位：Ω/sq)；(d) PL波長分布圖(單位：nm)和(e)應變調(diào)制HTA-AlN模板上4英寸UVC-LED晶片的EL照片；(f) HTA-AlN模板上倒裝UVC-LED芯片的EL發(fā)光譜和(g)輸出功率曲線。
 

該工作受到了北京市卓越青年科學家計劃、廣東省基礎與應用基礎基金、國家自然科學基金的資助。

 

武漢優(yōu)煒芯UVLEDTEK紫外消殺模塊經(jīng)湖北省疾病預防控制中心檢驗檢測研究所證實經(jīng)UVLEDTEK紫外消殺模塊(1顆燈珠）下5厘米處作用1分鐘，新型冠狀病毒能完全滅活，成為國內(nèi)首個對新型冠狀病毒（ SARS-CoV-2 C德爾塔株）進行消殺認證的企業(yè)。

圖4 優(yōu)煒芯UVLEDTEK紫外消殺模塊檢測報告

此前，武漢優(yōu)煒芯旗下的子公司湖北優(yōu)煒芯紫外LED產(chǎn)業(yè)基地在湖北鄂州葛店開發(fā)區(qū)開工奠基！該項目總投資10億元，其中一期建設用地50畝，計劃投資5億元，主要進行紫外LED產(chǎn)業(yè)芯片、紫外LED器件封裝及紫外LED模組建設。該產(chǎn)業(yè)基地項目全部建成達產(chǎn)后，將實現(xiàn)量產(chǎn)半導體核心芯片、封裝器件和模組。可實現(xiàn)芯片線產(chǎn)能年產(chǎn)10萬片、器件封裝產(chǎn)能年產(chǎn)225KK、模組年產(chǎn)60KK，年產(chǎn)值預計可達8億元。”

 

中科潞安負責的山西省科技重大專項“氮化鎵基高效深紫外LED芯片技術”項目完成了預期指標，取得關鍵技術突破。據(jù)了解，該項目主要是系統(tǒng)研究氮化鋁模板材料的制備工藝，提出了高效P型摻雜新方法，突破了極化誘導摻雜、濺射退火氮化鋁模板和基于芯片微納結(jié)構(gòu)的高效光提取等關鍵技術，深紫外LED芯片的出光效率大幅提升。經(jīng)第三方檢測，制備的深紫外LED燈珠發(fā)光波長小于275nm，內(nèi)量子效率達到48.13%，光功率達到46.39mW，實現(xiàn)了深紫外LED芯片、燈珠及應用產(chǎn)品批量化生產(chǎn)和銷售。 

圖5 中科潞安“晉芯守護”品牌消殺系列展品

據(jù)了解，公司旗下“晉芯守護”品牌深紫外LED殺菌消毒技術和產(chǎn)品均已取得省衛(wèi)健委頒發(fā)的衛(wèi)消證完成市場準入，已經(jīng)在上海華鑫證券辦公樓、鄭州冷鏈物流監(jiān)管倉庫、山西中醫(yī)藥大學、長治市第三人民醫(yī)院、長治公交集團、長治市高新區(qū)管委會辦公樓、長治東站高鐵站、長治機場新航站樓等不同的公共場所應用，涉及中央空調(diào)管網(wǎng)、室內(nèi)空氣、電梯按鍵、飲水凈水裝置、物流冷鏈包裹等消毒。此外，北京冬奧會期間，中科潞安供應了3臺智能消毒機器人、8臺包裹消毒機、15臺空氣消毒機，“晉芯守護”助力冬奧會疫情防控。