奥趋光电推出面向深紫外光电器件的高透过率AlN单晶衬底

日前，奥趋光电推出了新一代面向深紫外光电器件的高透过率AlN单晶衬底。

第三方检测表明，该衬底的深紫外透过率在远紫外（Far-UVC）220-240nm波段实现了低至17-26cm-1的深紫外吸收系数（Absorption Coefficient），达到世界最好水平（如图1），而深紫外265 nm波长下测得衬底的紫外吸收系数也低至15.03 cm-1，突破了奥趋光电AlN单晶衬底该波段吸收系数的最优结果。

图1：奥趋光电高透过率AlN单晶衬底紫外吸收系数图谱

紫外线波长的选取对于提升杀菌效率至关重要。当前，260-280 nm是典型的深紫外杀菌消毒波长并逐步实现产业化，但其对人体的潜在危害还存在一定争议。

研究表明，由于皮肤角质层中的强吸收（如图2），220-240nm波段的远紫外线不仅同样能杀死包括新冠病毒在内的各种病毒、病菌及霉菌，且对人体暴露是安全的，不会对哺乳动物皮肤造成损伤。因此，可直接照射人体且不存在潜在危害的远紫外UVC-LED是当前国际上的研究热点及未来趋势。

AlN单晶是深紫外光电器件的最佳衬底材料，奥趋光电此次推出的产品在220-240nm波段具有世界领先水平的高透光性，能有效解决远紫外光电器件位错密度高、制备难度大、使用寿命短及光功率低等问题。

据报道，美国Crystal-IS公司于2023年3月发布了基于高透光性AlN单晶衬底、单颗芯片功率高达160mW的UVC-LED。因此，奥趋光电的高透过率AlN单晶衬底有望进一步提升深紫外LED器件的发光效率及使用寿命，实现更高的微生物灭活效率。

图2 远紫外（Far-UVC）被证明对人体安全（哥伦比亚大学欧文医学中心）

据奥趋光电CTO王琦琨博士介绍，物理气相沉积法（PVT）是目前唯一能高效生产高质量、大尺寸AlN单晶的方法，但AlN单晶生长极其困难，至今全球仅能实现2英寸AlN单晶衬底小批量生产。

由于超宽禁带半导体AlN禁带宽度理论值达6.2eV，因此能实现极低波段（200nm）的光透过率，是深紫外光电子器件最佳的衬底材料。然而，生长AlN单晶过程中极易引入C/O/Si等非故意掺杂杂质及各种缺陷，导致AlN衬底深紫外透过率大幅下降。

奥趋光电研发团队在杂质传输机理、杂质/缺陷对200-280nm波段光吸收影响机制等方面开展大量基础研究，并通过有效调控生长系统与工艺参数，最终在世界上首次实现了220-240 nm波段低至17-26 cm-1的超低远紫外吸收系数。

该项工作得到了国家重点研发计划重大专项（批准号：2022YFB3605302）、国家自然基金（批准号：61874071, 61725403, 61827813, 62121005）及浙江省重点研发计划（批准号：2020C01145）的支持。

资料显示，奥趋光电核心专注于第三代/第四代超宽禁带半导体氮化铝晶圆衬底材料、蓝宝石基/硅基/碳化硅基氮化铝/氮化铝钪薄膜模板、全自动氮化铝PVT气相沉积炉及其相关产品的研发、制造与销售。

奥趋光电核心产品是制备深紫外LED芯片、5G射频前端滤波器、MEMS压电传感器等各类紫外发光器件、高温/高频射频器件、高频/高功率电子及激光器件的理想衬底/压电材料。（来源：奥趋光电）

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