UVC LED的主要技术问题与发展方向
发布时间：2021-11-02 14:02
来源：萤光创新
受新冠推动，淘宝、京东上已经有很多紫外线消毒的各类型产品。如下图所示，业界通常将紫外线分为A、B、C三类，即近紫外线(UVA)，远紫外线(UVB)和超短紫外线/深紫外线(UVC)，其中UVC能受新冠推动，淘宝、京东上已经有很多紫外线消毒的各类型产品。
如下图所示，业界通常将紫外线分为A、B、C三类，即近紫外线(UVA)，远紫外线(UVB)和超短紫外线/深紫外线(UVC)，其中UVC能量最大，对微生物的破坏力极强。
相较于UVB和UVA，UVC是健康光源首选；相比化学杀菌消毒，UVC的优势是杀菌效率高，而且不产生其它化学污染物。
中国拥有完整的UVC半导体产业链，UVC半导体对芯片、封装技术和材料性能提出更高要求，芯片技术是目前深紫外半导体技术的主要瓶颈与核心竞争力，行业领先的大厂和紫外LED细分领域的龙头企业投资不断加码。
UVA与UVB相比，UVC是杀菌消毒应用首选
目前获取杀菌消毒紫外光源UVC的方式主要有两种：传统汞灯和紫外LED，与传统汞灯相比，UVC半导体具有明显的优势：小型化、无毒害、使用便捷。
另外，UVC半导体工艺改进方向明晰，技术难题不断突破。
在此背景下传统紫外汞灯消毒、杀菌产品将被UV LED加快取代。
UVC LED与紫外汞灯对比
UVC半导体工艺技术的突破
深紫外半导体的工艺与普通LED的工艺大体相同，但由于UV-LED的发光材料不同，因此选取的发光材料和封装形式会有一定区别。
UVC半导体芯片可分为衬底和外延层两部分:衬底通常沿用蓝光LED芯片所采用的蓝宝石衬底，外延层包括AIN模板层、N型AIGaN层、多量子阱发光层、电子阻挡层和P型GaN接触层。
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，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。
经过10多年研究和发展，280nm以下的深紫外半导体外量子效率已超过5%，对应发光功率大于5mW，寿命达5000h。
功率的提升推动应用领域的发展，但相较于技术十分成熟的蓝光LED，UVC半导体存在三个主要问题：
l 芯片外延生长困难、
l 封装材料易老化、
l 光提取效率较低等
结合UVC半导体的使用特点与工艺流程，目前UVC半导体有四个努力方向:
l 改进UVC半导体外延工艺、
l 提升杀菌效率、
l 改善散热、
l 降低成本
青岛萤光创新科技有限公司，拥有专业的博士后团队，专注于紫外杀菌应用的研究，经过多年深耕紫外行业，公司获得多项国家发明和实用新型专利。目前多款杀菌模组类产品已经投入市场。更多详细内容可以浏览公司网站www.qdyingguang.com联系公司索取或者关注微信公众号。
如下图所示，业界通常将紫外线分为A、B、C三类，即近紫外线(UVA)，远紫外线(UVB)和超短紫外线/深紫外线(UVC)，其中UVC能量最大，对微生物的破坏力极强。
中国拥有完整的UVC半导体产业链，UVC半导体对芯片、封装技术和材料性能提出更高要求，芯片技术是目前深紫外半导体技术的主要瓶颈与核心竞争力，行业领先的大厂和紫外LED细分领域的龙头企业投资不断加码。
UVA与UVB相比，UVC是杀菌消毒应用首选
目前获取杀菌消毒紫外光源UVC的方式主要有两种：传统汞灯和紫外LED，与传统汞灯相比，UVC半导体具有明显的优势：小型化、无毒害、使用便捷。
另外，UVC半导体工艺改进方向明晰，技术难题不断突破。
在此背景下传统紫外汞灯消毒、杀菌产品将被UV LED加快取代。
图：UVC杀菌原理
和UVA与UVB相比，UVC的穿透力不强，不会对人体造成危害，但是杀菌效果几乎一样，所以UVC成为了杀菌消毒应用首选。
UVC LED与紫外汞灯对比UVC半导体工艺技术的突破
深紫外半导体的工艺与普通LED的工艺大体相同，但由于UV-LED的发光材料不同，因此选取的发光材料和封装形式会有一定区别。
UVC半导体芯片可分为衬底和外延层两部分:衬底通常沿用蓝光LED芯片所采用的蓝宝石衬底，外延层包括AIN模板层、N型AIGaN层、多量子阱发光层、电子阻挡层和P型GaN接触层。
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，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。
经过10多年研究和发展，280nm以下的深紫外半导体外量子效率已超过5%，对应发光功率大于5mW，寿命达5000h。
功率的提升推动应用领域的发展，但相较于技术十分成熟的蓝光LED，UVC半导体存在三个主要问题：
l 芯片外延生长困难、
l 封装材料易老化、
l 光提取效率较低等
结合UVC半导体的使用特点与工艺流程，目前UVC半导体有四个努力方向:
l 改进UVC半导体外延工艺、
l 提升杀菌效率、
l 改善散热、
l 降低成本
青岛萤光创新科技有限公司，拥有专业的博士后团队，专注于紫外杀菌应用的研究，经过多年深耕紫外行业，公司获得多项国家发明和实用新型专利。目前多款杀菌模组类产品已经投入市场。更多详细内容可以浏览公司网站www.qdyingguang.com联系公司索取或者关注微信公众号。
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