2015年11月3日下午，第十二届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA2015）之“材料与装备技术”分会在深圳会展中心五层举行，此次分会由国家半导体照明工程研发及产业联盟主办，德国爱思强股份有限公司、美国维易科精密仪器有限公司、中微半导体设备有限公司、北方微电子公司、杭州中为光电技术股份有限公司协办。
会议现场
南洋理工大学研究员张紫辉、北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司副总裁丁培军、德国爱思强股份有限公司教授Michael Heuken、北京大学宽禁带半导体研究中心/东莞市中镓半导体有限公司吴洁君、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员王建峰、美国维易科精密仪器有限公司市场营销总监Mark McKee、中国科学院半导体研究所千人计划研究员张韵、杭州中为光电技术股份有限公司总经理张九六等来自不同领域的嘉宾们带来了精彩报告，围绕着MOCVD设备使用过程优化，GaN衬底生长，LED功率效率提升等技术问题和热点话题展开讨论。中国科学院半导体研究所王军喜、北京大学东莞光电研究所李顺峰、中国科学院苏州纳米研究所徐科共同主持了本次分会。
LED器件的基本构造，有N-GaN, 多量子阱，p-型电子阻挡层和p-GaN。N-GaN提供电子，p-GaN提供空穴，在量子阱中进行复合产生光子，但是电子容易从量子阱中逃逸，而空穴则容易被p-型电子阻挡层阻拦，同时空穴在多量子阱区中的分布很不均匀，所以为了克服上述问题，必须要增加电子和空穴注入效率。会上，张紫辉介绍了增加III-V族氮化物半导体发光二极管载流子注入效率的新途径，在总结了增加载流子注入效率的各种方法，同时提出了自己的器件结构和物理思想。如次价带调制，空穴加速器，空穴调节器，电子冷却层，极化冷却效应和极化自屏蔽p-AlGaN电子阻挡层。上述结构在MOCVD中很容易实现，同时该物理思想可应用至绿光和紫外波段。
围绕着设备及工艺的改进，丁培军分享了北方微电子成功开发的氮化铝物理气相沉淀（PVD）系统。MOCVD的两家主流生产商爱思强和维易科代表分别带来了关于MOCVD设备使用的分享。其中来自爱思强的Michael Heuken教授介绍了GaN基LED生产用封闭耦合Showerhead? MOCVD的过程控制优化，报告中讨论了MOCVD模具设计的新进展和面向生产的科学研究以进一步降低生产成本。
衬底技术的发展一直备受关注，近几年来，自支撑GaN衬底由于其低位错密度及高导热性而得到广泛应用。HVPE方法是最适用于生长GaN厚膜的方法之一，它与自分离技术相结合已经成功制备出自支撑GaN衬底。吴洁君表示，通过建立大型加热炉热场稳态及非稳态模型，并采用增加绝热反射层的方式控制热散失，实现可控的大面积均匀温场，从而开发研制出大反室21片HVPE系统已经实现同时生长21片10-50um复合衬底，片内均匀性约10%，片间均匀性小于5%。多片（21片）机的研制成功将大大促进GaN衬底产业的生产效率，也有利用降低单片GaN的昂贵价钱，推动其下游产业的发展。
如何通过技术革新，在半导体照明市场中形成蓝海竞争格局，将是半导体照明企业未来竞争的主要突破方向。其中，基于GaN单晶衬底的同质外延LED器件、紫外LED器件目前正在快速发展，是未来新兴市场的发展重点。做了关于GaN衬底生长技术研究的报告，分享了当前GaN衬底生长技术的研究及成果，他表示GaN on GaN LED器件必须依赖于GaN单晶衬底，而紫外LED器件必须依赖于高晶体质量的AlN模板材料。GaN单晶衬底，目前苏州纳维已经实现了2英寸GaN单晶衬底的批量生产，缺陷密度最低可达104cm-2，完成了4英寸GaN自支撑衬底的研发，正在开展6英寸GaN自支撑衬底的研发。
深紫外LED被认为是一片“蓝海”，但技术与市场仍待突破。中国科学院半导体研究所千人计划研究员张韵分享了AlGaN基深紫外LED及LD研发进展与成果，受限于高Al组分AlGaN材料的外延质量、掺杂效率以及光提取效率，目前AlGaN基深紫外LED和LD的量子效率还比较低，大多在10%甚至5%以下。张韵表示，针对这些问题，其研究组开展了相关的创新研究工作，制备的深紫外LED光输出功率超过6 mW，达到产业化水平；在国内率先实现了深紫外LD的光泵浦激射，同时处于国际先进水平。
“机器换人”、“智慧工厂”、“工业4.0”……设备制造业领域的技术革命可谓风起云涌，正不断给半导体照明行业带来新的机遇和冲击。智能化时代工厂密集劳动力制造将向智能化制造转型，通过云服务、大数据、物联网等技术把相关生产资料、管理资源连接起来，形成高效工厂精确运作。张九六分享了半导体照明“智能工厂”的关键技术与实现。据介绍，通过电子测量、自动化控制、机器视觉、精密机械、光学分析及快速测量、信息化软件、光电传感、影像识别、运动控制、高精度检测等核心技术，中为融合形成具有高智能、无人化特性的光电工业4.0技术平台，针对LED球泡灯、蜡烛灯、射灯、PAR灯、T管灯等多种灯体，提出适用范围广泛的LED照明：工厂智能升级解决方案。并建立企业生产数据信息中心实现生产站点弹性兼容，客户线体保有价值高，停站不停产，线体稼动率高的智能工厂。张九六对LED芯片点分智能制造解决方案实例展示进行了讲解，目前已实现了实时化、可视化、无纸化、智能化、移动化--智能工厂。
