新型冠狀病毒的大流行危機使得殺菌消毒技術受到了前所未有的重視。目前人類生活環(huán)境中已知的所有細菌、病毒等微生物均可通過不同劑量的深紫外線（UVC）輻射被殺滅。紫外線消毒殺菌的原理是利用高能量的紫外光打斷病毒DNA或者RNA的鏈條，破壞其分子結構，造成生長性細胞或再生性細胞死亡，從而在短時間內(nèi)起到對細菌和病毒的滅活作用。傳統(tǒng)化學殺菌消毒產(chǎn)品存在安全、環(huán)保和殺菌效率等方面的局限，而傳統(tǒng)的紫外汞燈具有壽命短、效率低、需要預熱等缺點，且汞對人類社會和環(huán)境有巨大的負面影響。自2020年起，限定汞使用和排放的國際《水俁公約》正式生效，傳統(tǒng)的汞燈將被限制、禁止生產(chǎn)和使用。

與此同時，深紫外LED技術及產(chǎn)品受到了越來越多的關注和青睞，不僅快速高效（一般在幾秒內(nèi)完成）、即開即亮，而且尺寸小、功耗低、非常環(huán)保。因此深紫外LED也逐步成為了殺菌消毒（包括新型冠狀病毒）領域有效的新技術和解決方案，從而催生了2020年深紫外UVC殺菌消毒市場需求大爆發(fā)。深紫外LED在醫(yī)療設備、白色家電（如空調(diào)系統(tǒng)、冰箱、洗衣機、消毒柜、洗碗機、凈水器等）、工業(yè)水處理設備、污水處理設施、食品加工與包裝、生化探測、聚合物固化及工業(yè)光催化等諸多領域有廣闊應用前景。據(jù)預測，深紫外LED替代傳統(tǒng)汞燈在殺菌消毒領域的應用類似于白光LED替代傳統(tǒng)光源在照明領域的應用，將形成一個巨大的萬億級新興產(chǎn)業(yè)。

 

進一步降低UVC-LED芯片制造成本、提升光電轉(zhuǎn)化效率是國內(nèi)外UVC-LED芯片制造商亟待解決的首要技術難題。盡管AlN單晶襯底是UVC-LED芯片的最佳襯底材料，但由于AlN單晶生長極其困難，目前供應量非常有限、成本高昂，因此傳統(tǒng)的UVC-LED技術主要采用MOCVD工藝在藍寶石襯底上生長AlN薄膜。由于AlN層與藍寶石襯底晶格失配較大，需在藍寶石襯底或圖形化藍寶石襯底（PSS）上通過大幅增加AlN薄膜生長厚度（1-5μm）來保證AlN薄膜質(zhì)量，從而增加了芯片制造成本。奧趨光電通過自有專利工藝技術制備的藍寶石基AlN薄膜可有效規(guī)避AlN層與藍寶石襯底晶格失配較大這一先天矛盾，200nm的AlN膜厚即可超過傳統(tǒng)MOCVD工藝生長的薄膜質(zhì)量，從而大大降低了UVC-LED芯片制造的成本和時間周期。

奧趨光電藍寶石基AlN薄膜模板產(chǎn)品第三方檢測參數(shù)

 

通過與國內(nèi)眾多UVC-LED芯片巨頭及知名企業(yè)的長期深入合作，奧趨光電推出的藍寶石基AlN薄膜模板已完成多輪流片和工藝迭代優(yōu)化，流片的各項參數(shù)均取得優(yōu)異結果，其中流片統(tǒng)計良率超過91%，充分說明基于該材料的芯片已具備大規(guī)模量產(chǎn)條件。

某行業(yè)巨頭基于奧趨光電藍寶石基AlN薄膜模板制備的UVC-LED芯片

基于奧趨光電藍寶石基AlN薄膜材料的UVC-LED芯片參數(shù)曲線

基于奧趨光電藍寶石基AlN薄膜材料的UVC-LED芯片第三方檢測參數(shù)與市場主流產(chǎn)品對比

 

奧趨光電首席技術官王琦琨博士表示，作為全球首家2/4/6英寸高性能藍寶石基AlN薄膜模板大批量制造商，我們非常感謝行業(yè)巨頭、知名UVC-LED企業(yè)及科研院所對奧趨光電的大力支持。奧趨光電藍寶石基AlN薄膜模板的優(yōu)異表現(xiàn)背后是我們自主研發(fā)的具有顛覆性的、大批量及穩(wěn)定可靠的2/4/6英寸藍寶石基AlN薄膜專利工藝。相信隨著該工藝以及后續(xù)4/6英寸產(chǎn)品的大規(guī)模推廣應用，UVC-LED芯片的制造成本有望大幅度降低。

 

除高質(zhì)量藍寶石基AlN薄膜大批量解決方案外，王琦琨博士還特別介紹了奧趨光電面向大功率、高端UVC-LED芯片的AlN單晶襯底解決方案。由于西方國家對AlN單晶襯底的禁運，目前大功率UVC-LED芯片及其產(chǎn)業(yè)鏈主要被歐美及日本企業(yè)壟斷，而奧趨光電成功研制并正分階段實施小批量生產(chǎn)的AlN單晶襯底產(chǎn)品。2019年4月受諾貝爾獎獲得者天野浩教授為組委會主席的LEDIA-2019國際會議邀請，奧趨光電在日本橫濱正式發(fā)布了全球最大、直徑達60mm的AlN單晶襯底樣片，第三方檢測表明其關鍵性能參數(shù)（如紫外透光性、拉曼半高寬等）處于全球領先水平?；谕瞥龅漠a(chǎn)品樣品，奧趨光電研發(fā)團隊在晶體結晶質(zhì)量、批量工藝固化等方面經(jīng)過了長時間的攻關，目前已經(jīng)實現(xiàn)1英寸及以下尺寸產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)，預計2021年1季度末可完成2英寸AlN單晶襯底的工藝固化。目前奧趨光電正規(guī)劃建設一條全球最大、年產(chǎn)量達2-3萬片2英寸AlN單晶晶圓生產(chǎn)線，以打破歐美對該戰(zhàn)略材料的壟斷，滿足我國高新技術產(chǎn)業(yè)對AlN單晶襯底的大量需求。除大功率高端UVC-LED 芯片外，AlN單晶襯底還在紫外激光器、紫外傳感器、高頻/高功率器件、紫外探測、紫外預警和保密通信等領域有廣泛應用前景。

 

 

奧趨光電是由海歸博士團隊、半導體領域頂尖技術專家領銜，于2016年5月創(chuàng)立的高新技術、創(chuàng)新型企業(yè)，總部位于浙江省杭州市。奧趨光電專注于第三代/第四代超寬禁帶半導體氮化鋁晶圓襯底材料、藍寶石基/硅基/碳化硅基氮化鋁/氮化鋁鈧薄膜模板、全自動氮化鋁PVT氣相沉積爐及其相關產(chǎn)品的研發(fā)、制造與銷售，核心產(chǎn)品被列入《中國制造2025》關鍵戰(zhàn)略新材料與裝備目錄，是制備深紫外LED芯片、5G射頻前端濾波器、MEMS壓電傳感器等各類紫外發(fā)光器件、高溫/高頻射頻器件、高頻/高功率電子及激光器件的理想襯底/壓電材料。

 

奧趨光電經(jīng)過多年的高強度研發(fā)投入，成功開發(fā)出全球最大，直徑60mm的氮化鋁單晶及晶圓，也是全球首家藍寶石基氮化鋁薄膜模板大批量制造商。目前可向客戶提供1英寸/2英寸高質(zhì)量氮化鋁單晶襯底、2/4/6英寸藍寶石基/硅基/碳化硅基氮化鋁、氮化鋁鈧薄膜模板、氮化鋁單晶氣相沉積爐及熱處理設備等產(chǎn)品，同時向客戶及合作伙伴提供從設備設計、熱場設計、熱場模擬仿真技術開發(fā)、咨詢及生長工藝優(yōu)化到晶圓制程等全環(huán)節(jié)的完整工藝解決方案與專業(yè)技術服務。截止2020年7月，共申請/授權國際、國內(nèi)專利36項，是全球范圍內(nèi)本領域?qū)＠麛?shù)量最多的團隊之一，被公認為本領域全球技術的領導者。