LED半導體照明網訊 2013年9月5日，首屆第三代半導體材料及應用發(fā)展國際研討會在深圳成功召開。本次會議由國家半導體照明工程研發(fā)及產業(yè)聯(lián)盟(CSA)、中國國際光電博覽會共同主辦，來自中科院半導體研究所、南京大學、北京大學、科銳公司、西安電子科技大學等研究機構以及企業(yè)的近百名人士參加了此次會議。

北京大學寬禁帶半導體研究中心主任張國義在會上以《III族氮化物半導體材料及其應用》為題，從半導體照明、激光顯示、高溫大功率高頻電子器件、紫外探測器及發(fā)光器件、稀磁半導體與自旋電子學、全太陽能光伏器件六個方面，介紹了氮化物半導體的應用情況和發(fā)展前景。

他首先介紹了氮化物半導體的特點，主要有：GaN、AIN、InN及其合金體系，全部為直接帶隙，構成高亮度發(fā)光材料；易于生成多層異質結構，形成MQWs、SLS、2DEG等結構，有利于器件結構設計；帶隙范圍覆蓋了整個可見光到遠紫外波段，特別是在短波長方面，目前是唯一的最佳選測；還有結構穩(wěn)定、耐腐蝕、高溫、長壽命等。

他指出目前氮化物半導體的主要的用途有，第一個是高亮度紫外光、藍光、綠光和白光光發(fā)射二極管(LED)，包括紅外和紅外光LED；第二個是紫外(UV)、藍、綠光激光器；第三是可見光盲的UV-光傳感器；第四是高溫大功率效應晶體管；第五個是高溫稀磁半導體、自旋電子學器件。

他說半導體照明領域是目前氮化物半導體應用最為成熟的領域，在半導體照明的發(fā)展中，襯底材料是源頭，決定著MOCVD設備、生長技術、芯片結構、封裝結構等技術的發(fā)展。但同時他強調到，半導體照明只是第三代半導體技術應用的一個方面，還有更多的應用領域在發(fā)展。

在激光顯示技術的應用發(fā)展方面，張國義指出，未來的發(fā)展趨勢是低成本、小體積、高功率的紅綠藍三基色激光器。未來激光顯示技術會在投影、3D打印擁有巨大的市場，也是目前發(fā)展速度比較快的領域；另外便攜式投影儀、與LED相結合的投影技術也基本成熟；而純激光的裸眼3D技術被認為是在未來顯示技術領域會引起關注的重要方向。他說，隨著高密度存儲市場的飽和，激光顯示應用將是市場的新推動力。

談到未來激光顯示的市場前景，張國義指出，顯示產業(yè)是年產值超過千億美元的新產業(yè)，是信息時代的先導性支柱產業(yè)，我國激光顯示是最有可能領先國際水平的新型顯示技術，而3D是最有生命力且終將成為顯示技術共性平臺的下一代顯示技術。預計5年后激光顯示年產值將達100億，裝機量達50萬臺。

在紫外和深紫外LED的應用方面，張國義指出主要有紫外光的發(fā)光器和紫外光的探測器件，國防建設需求較大，主要應用于國防和導彈制導、預警、跟蹤和監(jiān)測等方面。

張國義重點介紹了稀磁半導體和自旋電子學的應用，他說稀磁半導體和自旋電子學是未來電子學領域和光電子學領域的重要發(fā)展方向。他說每個電子都有自旋向下和自旋向上的兩種狀態(tài)，如果將這兩種狀態(tài)分開，就可利用自旋態(tài)作為信息推出和處理的一種手段。這種自旋電子如果應用到計算機的信息處理方面，可以考慮自旋電子向上有和無、自旋電子向下有和無四種狀態(tài)，那么就可以將目前計算機進行信息處理的二進制進入到四進制，將可大大提高計算量和計算速度。但他指出，目前國內在此方面的研究并不快。

他最后總結道，氮化物半導體材料目前主要應用在6個方面，其中在半導體照明領域的應用最為成熟和最為廣泛，但并不是最完善的，還有許多問題需要去開發(fā)，還有許多基礎問題研究需要解決，最主要的是氮化物的襯底材料還沒有解決。稀磁半導體和自旋電子領域是最具革命性應用前景的領域，是引起未來信息半導體第二次革命的一個重要方向。紫外市場、太陽能電池的應用雖然比較成熟，但市場前景并是不很大。