2017年11月1日-3日,第十四届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA2017)暨 2017 国际第三代半导体论坛(IFWS 2017)在北京顺义隆重召开。论坛由国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟、北京市顺义区人民政府主办,中关村科技园区顺义园管理委员会、北京半导体照明科技促进中心和北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司承办。论坛同时得到了科技部、发改委、国标委和北京市科委等主管部门的大力支持。
11月3日上午,IFWS 2017之第三代半导体固态紫外器件技术分会如期举行。分会由中国电子科技集团第十三研究所和专用集成电路重点实验室协办。
分会重点关注以氮化铝镓、氮化镓为代表的紫外发光材料,以碳化硅、氮化镓为代表的紫外探测材料,高效量子结构设计及外延,以及发光二极管、激光器、光电探测器等核心器件的关键制备技术。分会还将涵盖紫外器件的先迚封装材料及技术,包括光提取、热管理及器件可靠性的提升方法。面向全球广泛征集优秀研究成果,并将邀请多名国际知名与家参加本次会议,力图全面呈现第三代半导体紫外发光和探测领域在材料、器件、封装及应用等各层面的国内外最新进展。
会上,中国科学院宁波材料技术与工程研究所特聘青年研究员郭炜做了具有倒反畴界的紫外LED的界面控制与发光研究的报告。郭炜长期从事氮化物薄膜外延生长、深紫外光电器件结构设计、制备和发光调控等研究课题,在北卡州立大学宽禁带半导体研究室担任研究助理期间多次参与美国能源部(DOE)、美国国防部先进研究项目局(DARPA)等资助课题。2016年2月以“特聘青年研究员”身份加入中科院宁波材料所,研究方向包括氮化物极性和质量调控、光子晶体及在紫外LED光子提取上的应用等。目前参与科技部“战略性先进电子材料”重点研发项目一项,承担浙江省“钱江人才”科技项目一项、中国博士后基金、浙江省博士后基金2项。在产业化应用方面,郭博士承担的“磁控溅射AlN衬底用于LED发光二极管”项目获宁波市镇海区海创项目择优资助。
纳米阵列紫外LED由于其比表面积大,有助于提升光子提取效率的特点在近年来受到广泛关注。基于传统干法刻蚀方法得到的纳米阵列紫外LED因等离子体损伤而含有较高界面态密度,易引起载流子非辐射复合。而后续热退火修复过程可能带来镓回蚀、工艺兼容性等其他问题。
郭炜介绍了基于图形化AlN缓冲层衬底,MOCVD外延生长含有极性反转畴的GaN, AlN及AlGaN基紫外LED结构,并深入分析了其结构、形貌、应力水平和发光性能。通过此种方法得到的氮化物薄膜,氮极性和金属极性同时并存于同一片衬底之上,因此被称为“横向极性结构”。针对不同极性氮化物对湿法刻蚀的反应性不同,其研究团队通过KOH刻蚀溶液制备了亚微米结构LED。通过此种方式制备得到的结构无等离子体损伤,大大降低了紫外LED的缺陷态密度,且纳米阵列结构有助于LED发光耦合。光致发光光谱(PL)显示,基于湿法刻蚀的3D紫外LED在极性反转畴界面处具有相对较高的辐射复合强度,说明了载流子在界面处不仅没有被缺陷态捕获,反而其辐射复合效率大大提高。
(内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解)