led霓虹管!UV LED灯珠芯片创建的技能困难?

来源：行业资讯热门：直下式面板灯发布时间：2023-10-24

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　　紫外线就是指太阳光线中紫色之外的肉眼看不见的光线。紫外波段根据波长一般能够划分为: 长波紫外或UVA(320<λ≤400 nm)、中波紫外或UVB(280<λ≤320 nm)、短波紫外或 UVC(200<λ≤280 nm)以及真空紫外 VUV(10<λ≤200 nm)，对应不同波长，详细应用有所不同。由LED灯珠而延伸出来的紫外光 UV LED灯珠，其应用领域广泛，商场放量时机巨大。合理正确运用紫外光，能将紫外光的功用发挥到极致，成为人类的福音。目前UV LED灯珠在芯片工业中遇到一下问题：

　　一、量子功率低

　　深紫外LED灯珠的EQE根本不超越10%，大部分量子功率在5%以下。实际上，现在可购买的 UVB、UVC波段LED灯珠的量子功率往往只要1%—2%。这与浅紫外和蓝光LED灯珠的水淮明显相去甚远。

　　二、获取更短的波长技能难度大

　　从技能视点而言，一般的蓝光LED灯珠根本选用 GaN 作为发光资料，可是因为GaN的带隙为 3.4 eV，芯片内部发生的波长小于370nm的辐射会被GaN吸收。因而，UV-LED灯珠大都选用 AlGaN作为发光资料。而AlGaN LED灯珠需求1层带隙更大的包覆层，造成了更高的穿透位错密度，然后导致发光功率下降。跟着辐射峰值波长的减小，UV-LED灯珠芯片的外量子功率逐步下降。也就是说，要获取更短的波长，技能难度更大，需求从事UV-LED灯珠芯片厂家对运用技能研讨有个继续打破的进程。

　　三、高Al组分AlGaN的资料的外延成长困难

　　与GaN基蓝光LED灯珠比较，深紫外LED灯珠的研发面临着许多共同的技能困难，如：高Al组分AlGaN的资料的外延成长困难，一般来说，Al组分越高，晶体质量越低，位错密度遍及在 109cm-2 —1010cm-2 甚至更高; AlGaN资料的掺杂与GaN比较要困难得多，不管n型掺杂仍是p型掺杂，跟着 Al 组分的添加，外延层的电导率敏捷下降，尤其是 p-AlGaN 的掺杂尤为扎手，掺杂剂 Mg的激活功率低下，导致空穴缺乏，导电性和发光功率锐降;一起紫外LED灯珠往往在平面蓝宝石衬底上外延成长，出光功率低。

　　针对这些技能难点，现在现已发展出一些解决方案，如AlN同质衬底技能、纳米图形衬底外延技能(NPSS)和通明 p 型层技能等等。

　　1、衬底技能约束深紫外LED器材光提取功率的另一个重要要素是平面蓝宝石衬底，平面蓝宝石衬底导致严峻的界面全反射，很多的紫外光约束在外延层中出不来。针对这些难题，近些年国内外已有一些研讨打破。日本名城大学的研讨人员经过在DUV LED 灯珠蓝宝石反面制造蛾眼(moth-eye)结构获得了 1.5 倍的光提取功率进步。

　　美国研讨人员经过在280nm DUV LED 的蓝宝石反面制造微透镜阵列，在20mA 注入电流下光输出功率进步55%。

　　韩国研讨人员的模仿成果显现，纳米柱结构能够十分有用的进步DUV LED 的光提取功率，尤其是添加TM 的光提取。

　　中国科学院半导体研讨所经过选用纳米图形衬底技能，在20mA的注入电流下，将283nm DUV LED灯珠的光输出功率由1.5 mW 进步至3 mW，外量子功率进步近一倍，其间很重要的进步要素源于纳米图形衬底带来的光提取增强作用。此外，紫外波段高反射电极、衬底剥离及笔直结构芯片等技能都能够协助进一步进步深紫外 LED 的光输出功率。

　　2、倒装结构及 P 层深紫外LED灯珠往往运用pGaN作为p型欧姆触摸层，有时候这一层的厚度会到达上百纳米，而 pGaN关于量子阱宣布的深紫外波段光线有激烈的吸收，因而深紫外LED灯珠一般选用倒装结构;通过选用关于深紫外光通明的 pAlGaN层、减小 pGaN 层的厚度，能够有用缓解这一问题，进步深紫外 LED 器材的光提取功率。