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【IFWS 2016】郭浩中:使用SL p-AlGaN和反射器改进UVC LED 的光提取

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-11-21 10:56   来源:中国半导体照明网  浏览次数:540
   11月15日-17日,2016中国(北京)跨国技术转移大会暨第三代半导体国际论坛(以下简称“跨国技术转移大会”)在北京国际会议中心举行,第十三届中国国际半导体照明论坛并与之同期同地举行。其中,11月17日上午举行的第三代半导体与固态紫外器件技术分会专家阵容强大,看点十足。
 
  该分会主持人由中科院苏州纳米所研究员、博士生导师、纳米测试中心主任,苏州纳维科技有限公司董事长,中组部国家千人计划、国家杰出青年基金获得者徐科和中科院半导体研究所所长助理、研究员张韵及美国佐治亚理工学院教授Russell DUPUIS共同担任。
 
  半导体照明是第三代半导体技术所实现的第一个突破口,如今LED发光技术的进步现已突破传统的照明概念,并已开拓、发展LED发光新技术领域。沿长波方向,已从蓝光拓宽到绿光、黄光、红光,发展“超越照明”,开拓在生物、农业、医疗、保健、航空、航天和通信等领域应用;沿短波方向,现已发展高效节能、环境友好、智能化的“紫光光源”,期望逐步取代电真空紫外光源,引领紫外技术的变革,开拓紫光应用广阔领域。
 
  有数据显示,紫外线LED应用于光固化市场产值2021年将达1.95亿美元, 2020年紫外线LED光固化模组的渗透率将来到50~60%。紫外LED杀菌与净化应用的市场产值2021年将达2.57亿美元。
台湾交通大学特聘教授郭浩中

台湾交通大学特聘教授 郭浩中
 
  会上,来自台湾交通大学特聘教授郭浩中分享了“使用SL p-AlGaN和反射器改进UVC LED 的光提取”研究报告。
 
  郭浩中教授致力于发展半导体发光二极管/雷射二极管(LEDs/LDs)以及三五族高速晶体管的材料成长与组件制作。郭教授就读于美国伊利诺大学香槟分校期间,与Milton Feng教授共同研发了700 GHz以上的InP/InGaAs异质接面双极性晶体管(HBT),其独特的使用CBr4掺杂以及有机金属分子束磊晶技术(MOMBE)独步全球。郭教授也制作出台湾第一颗10G GaAs面射型雷射(VCSEL),并在交通大学完成世界第一颗可室温操作的电激发氮化镓VCSEL,被Laser Focus World等国际著名杂志报导。
台湾交通大学特聘教授 郭浩中

台湾交通大学特聘教授 郭浩中
 
  郭教授也致力于开发高亮度、高效率的氮化镓LED,并提出使用渐变铝成分的电子阻挡层(GEBL)设计,成功的改善蓝光LED的效率下降(Droop)问题。郭教授也提出创新的白光LED封装方式,发展量子点封装技术、可挠式LED以及UVLED的制程及封装技术开发。郭教授于2012年获颁美国光学工程学会会士(OSA Fellow)、英国工程技术学会会士(IET Fellow),2013年获颁国际光学工程学会会士(SPIE Fellow),并于2015年获颁国际电机电子工程师学会会士(IEEE Fellow)以及国际电机电子工程师学会-光电学门会士(IEEE Photonics Society Fellow),研究成果享誉国际,成果斐然。
 
  他在报告中指出,紫外光源由于其在食物加工、制革、杀菌、文档查证、光疗和植物生长等方面的应用,引起了人们的广泛关注。特别是深紫外(DUV)光源技术非常重要,在生物医疗、消毒、水净化等方面的应用潜力巨大,无汞紫外光源因其健康安全,发现和开发必不可少。
 
  其中,GaN基LED因其可调宽带隙已迅速发展成为固态照明光源,从红外到紫外提供发射波长。近年来, GaN DUV LED 呈现取代汞灯的新可能性,但在发射波长小于380 nm时,由于缓冲层和衬底的内量子效率低和发射光吸收强,发射效率明显降低。
 
  为了进一步提高光提取效率,金属反射镜因为其反射率高和电流分布好被广泛应用于倒装芯片蓝光LED。然而,金属镜在深紫外波段获得高反射率非常困难。
 
  郭浩中表示,在这项研究中,我们提出了一种新的深紫外LED倒装芯片(280 nm and 310 nm),其高反射率镜(~89%)与介质分布 Bragg反射相关。此外,DUV LED生长在AlN模板以克服AlGaN中间层和蓝宝石之间较大的晶格失配,导致优质晶体和衬底吸收减少。通过精心安排层结构,我们可以提高发射效率和增加DUV LED的光输出功率。最后实现DUV LEDs的7% EQE@310 nm和5% EQE@280nm,且优化封装。
 
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