跟着LED技能不断开展，其发光波长已经由可见光波段拓宽到深紫外波段，其技能逐步老练和本钱下降将使得紫外LED运用愈加广泛，乃至或许逾越现在的蓝光LED。从深紫外LED的发光特色，制造工艺等方面，要点介绍深紫外LED的现在的研讨进展与产业化运用。
1997年，日亚化学成功研制国际首个发光波长为371 nm的GaN基紫外发光LED。2003年，美国SETi公司开宣布波长为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碰头会上介绍了自己正在进行的研讨，其间包含波长为250~350 nm左右的深紫外LED。
紫外LED作为LED的1个分支，虽不能照明但具有LED的一切优势，理论上能够代替一切传统紫外光源，极大地拓宽了LED的运用范畴。最常见的紫外线首要是来源于太阳辐射，依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。能够抵达地球外表的紫外线首要包含长波紫外线UVA和中波紫外线UVB，而短波紫外线UVC根本都被大气中的臭氧层吸收(因而UVC归于日盲区)。
一、紫外LED制造技能简介
1、发光资料的制备
外延成长工艺为，通过MOCVD设备在蓝宝石衬底上顺次成长A1N模板层、N型A1GaN层、多量了阱发光层、电了阻挠层和P型GaN触摸层，外延结构示意图见下图1。
图1 深紫外LED的外延结构示意图
2、电极制造工艺
芯片工艺，通过光刻、刻蚀漏出N型触摸层，通过蒸镀以及合金，N型、P型与电极构成欧姆触摸(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。
图2 深紫外LED的倒装芯片的结构示意图
3、封装办法
封装办法影响出光功率，而透镜封装和非透镜封装对紫外LED的出光影响特别很大。别的，不同管座引起的散热和防静电才能不同，也会影响器材寿数。
4、制造工艺流程
深紫外LED的工艺流程与蓝光根本相同，首要区别是蓝光能够透过顶层P型，而深紫外LED因为p-GaN的吸收，只能选用倒装办法从反面出光。深紫外LED的工艺流程见图3。
图3 深紫外LED的工艺流程图
二、现在的研讨进展及存在问题
通过10多年研讨和开展，280 nm以下的深紫外LED外量子功率已超越5%，对应发光功率大于5 mW，寿数达5 000 h。功率的进步推进运用范畴的开展，深紫外线LED的用处包含：光学传感器和仪器(230~400 nm)、紫外线身份验证、条码(230~280 nm)、饮用水灭菌、便携式灭菌(240~280 nm)。
1、功率低
深紫外LED外量子功率已超越5%，但与蓝光的60%比较依然很低，其原因如下。
(1)模板资料质量缺点，在蓝宝石上外延的A1N资料的位错密度高达1X109cm2，而图形衬底成长的GaN资料的位错密度约为1 X10 7cm2，故选用图形衬底进步模板资料质量。
(2)多层结构中深紫外光的全内反射丢失，以及P型电极的吸收导致光提取功率差，现在光萃取功率只要6%。须获得对p型欧姆触摸的打破，削减对高吸光p-GaN的依靠;优化多层异质结之问的折射率差;运用图形衬底;粗化出光面。
(3)高铝组分的A1GaN会呈现显着的量了极化效应，使量子阱和垒中呈现极化电场，导致作业电压升高和量子功率下降。解决办法为运用非极性面(如a面)蓝宝石作为衬底，或选用组分突变办法进行抵消。
2、散热性差
外量子功率低致使大部分电能转化为热能，因而散热问题很要害。从芯片和封装方面看，薄膜倒装深紫外LED和倒装焊深紫外LED能够进步散热，可制造高功率深紫外LED。
3、寿数低
与蓝光的100000h比，深紫外LED的寿数只要5000h，其低寿数首要归因于资料缺点和散热不良，以及封装资料受紫外线照耀易老化。
三、深紫外LED的运用
深紫外LED与传统的紫外汞灯功用比较较，紫外LED具有的优势如下。
(1)高效：单位面积的光强超越汞灯的1 000倍。比方单颗LED的发光面积仅仅为0.3 mm X 0.3mm但光功率大于1mW，而汞灯在如此小的面积上宣布的光功率不到1 mW 。
(2)环保：半导体资料无毒无害，紫外LED也不含任何有毒物质。
(3)节能：相同的光输出功率，耗能仅是汞灯的1/10。
(4)牢靠：体现在开关特性和运用寿数可智能操控方面。因为LED的发光特性，脉冲式的开关对LED的寿数没有任何影响，6V的直流电接通就同步宣布紫外线，而汞灯的开关则直接影响其寿数，因而与传统的汞灯比较，LED的紫外线宣布和操控极为简略便当。
1、灭菌消毒
紫外线有用消毒的波长区间为240~300 nm，它能够损坏细菌的仿制基因链，使其无法仿制，然后到达灭菌意图，其灭菌特色如下。
(1) 灭菌进程是1个物理损坏进程，与化学药剂不同，它不受温度、浓度、活性等化学平衡条件影响。
(2)无毒、无残留和无异味。
(3)细胞壁和病毒蛋白质外壳均对深紫外线无法阻挠。
(4)对DNA、RNA形成一致损坏，不用替换药品。
(5)不用运用组合药剂。
(6)特别合适空气、水和物体外表消毒。
2、紫外LED的其他运用范畴
紫外LED的运用范畴极端广泛，首要能够用于以下方面。
(1)水净化，杀灭水中的细菌和病毒，可用于饮用水净化、家庭鱼缸净化、污水降解(二恶英Dioxin)、淡水和海水养殖业等。
(2)空气净化，杀灭空气中的细菌，可用于空调和加湿器、UV光触媒净化器、化工和生医空气净化等。
(3)国防与安全，紫外勘探，紫外通讯等。
(4)食物加工保鲜，食物、饮料以及蔬菜的包装、肉类加工、餐饮业、食物零售和冰箱存储等。
(5)医疗范畴，皮肤病的医治，以及堵截感染途径、公共场所、校园便携式灭菌产品等。
四、日前要点开发的首要运用商场
1、发光资料的制备
使用深紫外线在水中的穿透性，有用杀灭细菌和病毒，确保饮水安全。可运用产品：家用饮水机、消毒水杯、鱼缸灭菌、消毒笔等各种消毒饮水用具。
2、空气类灭菌
使用深紫外线的灭菌功用，可有用阻断细菌和病毒在空气中的传达。可运用产品：空调(家用空调、大型空调)、加湿器、除湿器、空气灭菌器 (台式、车载)等。
3、食物类灭菌
使用深紫外线直接照耀附着保鲜膜的食物，可有用杀灭细菌、霉菌乃至病毒，延伸食物的保质期。可运用产品：冰箱、各种消毒柜、除湿器、空气灭菌器(台式、车载)。
4、医疗器械类
使用深紫外线的灭菌消炎、止痛、影响抗体成长加速愈合等功用，可用于血疗和光医治两大范畴。
跟着紫外LED的发光功率的进步和本钱的下降，未来紫外LED的运用会愈加广泛，比现在的蓝光LED愈加杰出，将成为本世纪最具影响力的半导体产品之一。
