团队成员

团队现有成员9人，包括高级职称研究人员3人、博士学位人员4人（其中3人具有海外研究背景）、硕士学位工程师3人（在业内知名企业具有多年晶圆流片与封装经验），人才结构涵盖了理论研究、材料生长与器件设计组装各个层面，为团队课题研究和项目进行提供了有力保障。

王新强：团队负责人

王维昀：正高级高级工程师

袁冶：副研究员

康俊杰：副研究员

罗巍：高级工程师

李永德：特聘高级工程师

王后锦：特聘高级工程师

唐波：高级技工

张紫珊：行政助理

曹家康：实习工程师

团队简介

团队以研发AlGaN基大功率紫外LED为导向，涵盖了从上游薄膜材料外延、中游芯片设计制备、到下游器件模组封装等全部产业链结构，目标产品将在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。团队将构建外延片生长及表征系统、紫外LED芯片制备系统、AlN陶瓷基板及封装应用系统与应用级产品测试开发系统等四大板块，着力于解决紫外半导体器件的外延、芯片及模组等产业化关键技术问题，形成自主知识产权，最终实现紫外LED芯片和模组的产业化。

研究方向一：深紫外LED

1、项目简介

本项目以发展大功率UVC波段（200-280nm）深紫外LED发光器件为目标，以高质量的衬底材料为基础，依托专用的 MOCVD 外延生长设备，优化材料生长和掺杂技术，优化器件结构和芯片制备工艺，开发面向消毒杀菌领域的深紫外 LED芯片。采用集成化设计，通过研究光源模组的系统散热、配光设计和封装技术，开展高功率密度的深紫外LED集成光源模组的开发和研制，形成产业化产品，开发包括消毒杀菌在内的多种应用模式。

2、潜在市场

深紫外LED全球市场的年增长率是41%，估计将从2018年的2.42亿美元提升至2023年的13.39亿美元，2020年新冠疫情的爆发加速了深紫外杀菌消毒产品的市场增长。目前深紫外LED的成本为0.1美元/毫瓦，采用国产高温MOCVD设备之后，本项目成功将现有的深紫外LED的成本将降低46%，预计5年内产生经济效应为5000万元。

3、研究方向

（1）AlN衬底制备

开展蓝宝石上高质量AlN衬底的制备工艺研究，通过图形化衬底（NPSS）、高温退火等工艺的调整，减小AlN衬底的位错密度，开发低翘曲大尺寸的高质量AlN衬底，为下一步的AlGaN基UVC-LED外延生长提供基础。目前团队已成功开发基于2英寸纳米图案化蓝宝石衬底及平片蓝宝石的高质量单晶AlN衬底。

（2）AlGaN基UVC-LED外延生长技术研究

开展高内量子效率UVC-LED外延生长技术的研究，通过量子阱设计、超晶格设计、极化掺杂等手段，提高量子阱的载流子注入效率和辐射复合效率，减少漏电流，从而提高内量子效率。目前外延片涵盖的波长有275nm、265nm、254nm，其中275nm外延片已达到2-3mW@20mA，波长均匀性良好，半波宽12nm左右。

 

 

（3）UVC-LED芯片和集成模组开发

开展UVC-LED倒装芯片和集成光源模组的制备工艺开发，通过欧姆接触层材料设计和器件结构设计降低开启电压，提高出光效率；通过集成化电路设计、散热设计及无机封装技术，研制可靠稳定的高功率密度UCV-LED集成光源模组，并开发多种应用场景。开发的UVC-LED集成光源在出光面的辐照度达100 mW/cm2以上，5 s内即可实现对金黄色葡萄球菌99.99%的杀灭效果，已通过第三方检测验证。

研究方向二：AlN陶瓷基板

1、项目简介

针对高产热的大功率光电子器件，团队通过开展高导热、高绝缘AlN陶瓷基底封装材料研究，通过与传统无机材料封装相结合，从器件层面提高深紫外LED器件的散热能力，降低封装材料与器件的的老化速率，推动大功率UVC-LED的产业化；同时，进一步开发AlN陶瓷基板在其他大功率器件中的应用。

2、潜在市场

本项目开发的大功率紫外LED氮化铝陶瓷线路板，是目前高速增长深紫外LED的重要基础组件。我国是LED封装大国，但是在重要的氮化铝陶瓷线路板领域却非常薄弱。2018年全球陶瓷基板市场规模为70-80亿元，其中台湾企业市场占有率为80%以上，大陆地区市场占有率仅有约10%。但目前大陆地区是全球市场增长最快的地区，年增长率超过30%，极具发展潜力。

3、研究方向

团队针对高产热UVC-LED器件封装的需求，开发高导热、低热膨胀，全无机的封装基材及器件结构。研发内容涉及：

（1） 实现高导热AlN陶瓷表面金属电极的沉积，通过修饰陶瓷表面的形貌及溅射镀膜工艺的优化，提升AlN表面的浸润性和金属膜层结合力。

（2） 研究高深径比陶瓷通孔电镀工艺，实现封装基板的垂直电导互联。

（3）开发适合无机封装的围坝及出光透镜结构，通过材料及结构的优化，降低各部件间热膨胀失配，提升器件的可靠性。

（4）开发UVC-LED集成模组，通过优化器件整体的散热通道、器件光输出效率，实现超大光功率输出。目前已开发具有陶瓷围坝结构的无机封装基板，大功率照明封装基板及集成UVC-LED氮化铝封装基板等一系列产品。

 

成果转移转化情况

1、知识产权

已申请发明专利8项，实用新型2项，发表SCI论文3篇。

2、已开发产品

目前已完成2种AlN衬底、3种波长的UVC-LED外延片、1种UVC-LED集成光源及其应用场景、3种高导热AlN陶瓷基板（并可定制）的开发。

3、项目支持

团队迄今为止共承担国家、省市各级项目四项，经费总额逾1900万元。

4、产业化

团队以全员参股的形式成立合伙公司“松材管理咨询（东莞）企业（有限合伙）”。公司业务范围为企业管理咨询服务、销售、半导体材料和器件、陶瓷封装材料、器件的技术转化和技术服务。团队成立产业化公司中紫半导体科技(东莞)有限公司，专注于深紫外LED上下游相关产品的研发、生产与销售任务。