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紫外发光二极管开展现状及展望
来源:http://www.tennissh.cn 责任编辑:尊龙用现金娱乐一下 更新日期:2018-10-11 07:22

  紫外发光二极管开展现状及展望

  

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)[1]。紫外发光二极管(LED)因其在激起白光、生化勘探、灭菌消毒、净化环境、聚合物固化以及短距离安全通讯等许多使用范畴有着巨大的潜在使用价值而备受重视。此外,根据氮化铝镓(AlGaN)资料的紫外LED也是现在氮化物技能开展和第三代半导体资料技能开展的首要趋势,具有宽广的使用远景。现在全球紫外光源商场规模约为4.27亿美元,不过传统紫外汞灯依然占有商场主导地位。与传统紫外汞灯比较,AlGaN基紫外LED有着长寿命、低电压、波长可调、环保、方向性好、敏捷切换、耐震耐潮、简便灵敏等很多长处。跟着技能的开展,将成为未来新式使用的干流。

  

现在国际上在紫外LED范畴技能水平处于先进队伍的组织以美国和日本居多,如美国的南卡罗来纳州立大学、SETi公司、北卡罗莱纳州立大学、CrystalIS公司,日本的名城大学、名古屋大学、理化研讨所、NTT基础研讨实验室、Nikisso公司,此外还有柏林工业大学,韩国首尔半导体与LGInnotek,等等。国内研讨组织以中国科学院半导体研讨所为代表,长时间引领国内本范畴的技能开展,并与北京大学、厦门大学、西安电子科技大学经过协作研讨,一起推动了自主技能继续前进。在国内紫外LED的产业化方面,圆融光电(青岛杰生)公司较早推出了深紫外产品;中科优唯公司经过与中国科学院半导体研讨所深度协作,在深紫外LED的外延芯片上游范畴布局并获得打破;以鸿利智汇、国星光电为代表的中游封装公司也相继推出了各自的深紫外LED产品

  

  

图1从深紫外LED的发光波长与外量子功率(EQE)的视点[2-4],总结了首要研讨组织和公司在深紫外LED范畴报道的代表性成果。能够看出,深紫外LED的EQE基本不超越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产品的量子功率往往只要1%—2%。这与浅紫外和蓝光LED的水准明显相去甚远。

  

  

图2所示为蓝宝石衬底上典型的UV-LED外延结构图。与GaN基蓝光LED比较,深紫外LED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往往在平面蓝宝石衬底上外延成长,出光功率低,等等。针对这些技能难点,现在现已开展出一些解决方案,如AlN同质衬底技能[5]、纳米图形衬底外延技能(NPSS)[6]和通明p型层技能[7]等等。

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