在過去的十年里，固態(tài)照明行業(yè)創(chuàng)造了數(shù)萬億美元的收入，引領(lǐng)了全球照明領(lǐng)域的能源革命。然而，傳統(tǒng)的固態(tài)照明應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，市場也逐漸飽和。新一代紫外特殊照明、植物照明、車用照明、小間距顯示等多元化高端應(yīng)用市場逐漸興起，成為固態(tài)照明領(lǐng)域新的增長點(diǎn)和爆發(fā)點(diǎn)。UVA波段365~405nm，2021年需求24萬片，2026年預(yù)計達(dá)65萬片，固化市場需求穩(wěn)步遞增；UVC波段265~285nm，2019-2020年疫情下UVC迎來爆發(fā)式增長，2021后有所回落進(jìn)入新的調(diào)整期，行家說統(tǒng)計報道，UVC芯片需求2021年約6萬片（2“) ，2026年預(yù)計達(dá)25萬片。UVB波段300~320nm，除大家熟知的植照和醫(yī)療應(yīng)用外，業(yè)內(nèi)也在積極開拓功率短波固化應(yīng)用市場。

近期，在第九屆國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第二十屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）“光醫(yī)療與紫外LED創(chuàng)新應(yīng)用峰會”上，廈門三安光電有限公司芯片開發(fā)部經(jīng)理兼工藝處處長臧雅姝做了“固態(tài)紫外線（UVA/B/C）光源現(xiàn)狀和技術(shù)挑戰(zhàn)”的主題報告，分享了最新研究進(jìn)展。

紫外LED光源波長從250nm至420nm，跨越了UVA、UVB、UVC三個紫外波段。盡管紫外固態(tài)光源已在工業(yè)和消費(fèi)電子方面獲得了廣泛的應(yīng)用，但是不同波段的紫外LED光源在規(guī)模化生產(chǎn)上仍存在不同的技術(shù)挑戰(zhàn)。

UVA波段的光源器件當(dāng)前已可實(shí)現(xiàn)較高的電光轉(zhuǎn)換效率，成功取代汞燈光源成為光固化和光催化等應(yīng)用領(lǐng)域的第一選擇，但是，UVA固態(tài)光源的電光效率的仍有較大的提升空間。

而對于UVB和UVC波段的LED器件，隨著量子結(jié)構(gòu)Al組分含量升高，高晶體質(zhì)量、高穩(wěn)定性的材料制備存在的挑戰(zhàn)越來越高。

同時，UVC波段深紫外LED器件如何降低自吸收，突破光提取效率也是提升WPE的關(guān)鍵。其研究工作中，重點(diǎn)聚焦高晶體質(zhì)量AlxGa1-xN外延技術(shù)，通過采用NPSS和超晶格插入層等測量減少量子結(jié)構(gòu)的缺陷和應(yīng)力；并創(chuàng)新引入高反射電極體系來提升LED器件的光子提取效率，從而推動紫外（UVA/B/C）全線產(chǎn)品在性能上獲得突破。

報告中詳細(xì)介紹了UVA芯片技術(shù)領(lǐng)域的改進(jìn)計劃、DUV芯片技術(shù)領(lǐng)域的改進(jìn)計劃、紫外線產(chǎn)品和應(yīng)用市場的最新進(jìn)展，涉及385/395 nm波段產(chǎn)品技術(shù)階段進(jìn)展、365 nm波段產(chǎn)品技術(shù)階段進(jìn)展、DUV產(chǎn)品技術(shù)階段進(jìn)展、底層AlN quality 改善材料缺陷密度、AlN Void Structure 增強(qiáng)光提取、高能低耗深紫外元件研發(fā)等內(nèi)容。

其中，高能低耗深紫外元件研發(fā)中的“n-Ga(Al)N 電極體系歐姆接觸形成機(jī)理研究”，n型高Al組分AlGaN與傳統(tǒng)Ti基金屬電極高溫退火時，界面處易形成TiN島。Au會沿TiN島表面擴(kuò)散到AlGaN材料內(nèi)形成AuGa化合物，進(jìn)而在金-半界面形成空隙、降低金屬電極膜層的平整度。設(shè)計n type電極結(jié)構(gòu)優(yōu)化熔合條件有效改善平整度、同時減少接觸阻抗。探索高效能芯片疊層結(jié)構(gòu)解決高Al組分AlGaN摻雜困難導(dǎo)致載流子遷移率低的問題；優(yōu)化n hole 尺寸r和n to n距離d實(shí)現(xiàn)最低n type接觸阻抗和最佳擴(kuò)展電流，實(shí)現(xiàn)WPE ~17%提升。

審核編輯：劉清