UV LED大战当前，厂商都有啥技术大招

紫外（UV）LED是指发射的峰值波长在400nm以下的发光二极管，通常可以分为两类：波长在300~400nm的称为近紫外（NUV）LED；200~300nm的称为深紫外（DUV）LED。UV-LED在众多领域都具有广阔的应用前景，包括UV放电灯的替代光源、荧光光源、显微镜或曝光机的高分辨率光源，以及用于固化、医药、生物研究等的光化学反应光源、用于杀菌消毒的紫外光源等。

普通的蓝光LED基本采用GaN作为发光材料，但是由于GaN的带隙为3.4eV，芯片内部产生的波长小于370nm的辐射会被GaN吸收。因此，UV-LED大都采用AlGaN作为发光材料。但是AlGaNLED需要1层带隙更大的包覆层，造成了更高的穿透位错密度（ThreadingDislocationDensity，TDD），从而导致发光效率降低。随着辐射峰值波长的减小，LED芯片的外量子效率（EQE）逐渐降低。

目前NUV-LED的制备技术发展迅速，芯片性能得到了极大的提升。365nm芯片的EQE达到了30%，385nm芯片可达50%，而405nm芯片效率高达60%。常规的NUV-LED芯片单颗输出功率达到了瓦级，可用于树脂固化、曝光机、验钞机等。目前NUV-LED芯片研制以大功率产品为方向，365nmLED的单颗输出功率可达到12W；而这些大功率LED的价格随着批量生产而大幅下降，因此真正可以实用化。

DUV-LED芯片受制于技术难点，目前效率仍然比较低，仅不到2%，且价格昂贵，只能局限于实验室应用或小功率的效果验证。改进DUV-LED制备工艺、提高芯片效率，是目前相关研究机构和企业的重要研究方向。

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日本RIKEN的Hirayama等人采用NH3脉冲气流多层生长方法，成功地在蓝宝石衬底上横向外延生长（EpitaxialLateralOvergrowth，ELO）AlN基板，大幅度降低了位错密度，并在此基础上制备了222~282nm的DUV-LED。通过氨脉冲气流多层生长方法，先在蓝宝石上生长初始的AlN条纹层；然后采用低气压有机金属化学气相沉积（LPMOCVD）方法，生成宽度为5μm、间距为3μm、厚度约15μm的ELO-AlN条纹结构基板。

投射电镜图像显示，ELO-AlN层边缘穿透位错密度为3×108cm-2。270nm的AlGaN多量子阱（MQW）DUV-LED芯片结构如图所示，其峰值波长为273nm，室温下连续波工作，最大输出功率可以达到2.7mW。而在室温下连续波工作时，波长241nm和256nm的AlGaN量子阱LED的最大输出功率分别为1.1mW和4.0mW；在室温下脉冲状态工作时，227nm和222nmAlGaN量子阱LED的最大输出功率分别为0.15mW和0.014mW；227nm和250nmAlGaNLED的最大EQE分别为0.2%和0.43%。

此外，在多层AlN模块上制备出具有n型和p型InAlGaN层的280nm波长范围的DUV-LED，结果发现，284nmInAlGaN量子阱发射具有极高的内量子效率。在室温下连续波工作，282nmInAlGaNLED的最大输出功率和外量子效率分别是10.6mW和1.2%。而通过引入小于1.6nm的薄膜量子阱，220nm波长范围的DUV-LED的辐射强度取得了突破性进展。在脉冲电流注入下，实现了222nmDUV-LED的单脉冲发光，这是基于蓝宝石衬底所制作出来的波长最短的AlGaNLED。该LED的最大辐射输出功率和EQE分别是14μW和0.003%。

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Kueller等通过在蓝宝石衬底上制备图形ELOAlN基板，使得蓝宝石上的AlN层的位错密度从1010cm-2减小到109cm-2。由于生长温度可以影响横向生长速率以及聚合厚度，通过两种温度下的两步生长，可以获得厚度最高达11μm的无裂纹层。基于该ELO-AlN基板制作的LED，峰值波长为295nm时，辐射输出功率可达到1.05mW，外量子效率（EQE）约为0.67%；峰值波长为324nm时，辐射功率为3.8mW，EQE为1.1%。

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NitrideCrystals的研究人员采用氯-氢化物气相外延（CHVPE）技术，在Al2O3衬底上生长GaN/AlGaN异质结构来制备UV-LED。该UV-LED的电流密度可高达125A/cm2。工作电流下，该LED芯片峰值波长在360~365nm范围内，半宽为10~13nm，结温为45℃，封装芯片的辐射输出功率为0.9mW。

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青岛杰生2010年底建成投产了我国首条波长280nm的DUV-LED生产线，研发生产具有自主知识产权的DUV-LED产品。其自主研发生产了国内首台DUV-LED外延生长设备，打破了该设备一直被国外公司垄断的局面。2014年6月，鸿利光电与青岛杰生达成战略合作协议，双方未来将共同开发DUV-LED市场。此举被视为中游封装企业重视UV-LED而介入该领域的一大标志。

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厦门大学采用金属有机物气相外延（MOVPE）技术在c面蓝宝石衬底上，引入脉冲原子层外延技术，制备了一系列表面平整度较高的高Al组分AlGaN基异质结构外延片；并采用电子束金属蒸镀技术及优化热退火方法，获得了良好的欧姆接触电极；进一步将外延片制备成LED芯片。通过对