科技前沿:深紫外LED要在这四大市场作威作福

信息来源:中原创科技 | 发布日期:2017-04-25 | 点击数:758次
随着LED技术不断发展,其发光波长已经由可见光波段拓展到深紫外波段,其技术逐渐成熟和成本下降将使得紫外LED应用更加广泛,甚至可能超越目前的蓝光LED。从深紫外LED的发光特点,制作工艺等方面,重点介绍深紫外LED的目前的研究进展与产业化应用。

1997年,日亚化学成功研发世界首个发光波长为371 nm的GaN基紫外发光LED。2003年,美国SETi公司开发出波长为280 nm的A1GaN基深紫外LED。2014年10月24日,诺贝尔物理学奖获得者之一天野浩在记者见面会上介绍了自己正在进行的研究,其中包括波长为250~350 nm左右的深紫外LED。

紫外LED作为LED的1个分支,虽不能照明但具备LED的所有优势,理论上可以替代所有传统紫外光源,极大地拓展了LED的应用领域。最常见的紫外线主要是来源于太阳辐射,根据波长可把紫外线分为长波紫外线(ultraviolet A , UVA)、中波紫外线(ultraviolet B,UVB)和短波紫外线(ultravioletC,UVC),波长分别为320~400 nm,280~320nm, 100~280 nm。能够到达地球表面的紫外线主要包括长波紫外线UVA和中波紫外线UVB,而短波紫外线UVC基本都被大气中的臭氧层吸收(因此UVC属于日盲区)。

紫外LED制造技术简介

1.1 发光材料的制备


外延生长工艺为,通过MOCVD设备在蓝宝石衬底上依次生长A1N模板层、N型A1GaN层、多量了阱发光层、电了阻挡层和P型GaN接触层,外延结构示意图见下图1。
 

 

1.2 电极制作工艺

芯片工艺,通过光刻、刻蚀漏出N型接触层,通过蒸镀以及合金,N型、P型与电极形成欧姆接触(如图1),然后通过减薄、裂片,对小芯粒进行分选,倒装到绝缘的硅片上。图2是倒装芯片的结构示意图。

 

 

1.3封装方式

封装方式影响出光效率,而透镜封装和非透镜封装对紫外LED的出光影响尤其很大。另外,不同管座引起的散热和防静电能力不同,也会影响器件寿命,图3为常用的封装形式。

 

 

1.4制造工艺流程

深紫外LED的工艺流程与蓝光基本相同,主要区别是蓝光可以透过顶层P型,而深紫外LED由于p-GaN的吸收,只能采用倒装方法从背面出光。深紫外LED的工艺流程见图4。