UVC LED的主要技術問題與發展方向
發布時間：2021-11-02 14:02
來源：螢光創新
受新冠推動，淘寶、京東上已經有很多紫外線消毒的各類型產品。如下圖所示，業界通常將紫外線分為A、B、C三類，即近紫外線(UVA)，遠紫外線(UVB)和超短紫外線/深紫外線(UVC)，其中UVC能受新冠推動，淘寶、京東上已經有很多紫外線消毒的各類型產品。
如下圖所示，業界通常將紫外線分為A、B、C三類，即近紫外線(UVA)，遠紫外線(UVB)和超短紫外線/深紫外線(UVC)，其中UVC能量最大，對微生物的破壞力極強。
相較于UVB和UVA，UVC是健康光源首選；相比化學殺菌消毒，UVC的優勢是殺菌效率高，而且不產生其它化學污染物。
中國擁有完整的UVC半導體產業鏈，UVC半導體對芯片、封裝技術和材料性能提出更高要求，芯片技術是目前深紫外半導體技術的主要瓶頸與核心競爭力，行業領先的大廠和紫外LED細分領域的龍頭企業投資不斷加碼。
UVA與UVB相比，UVC是殺菌消毒應用首選
目前獲取殺菌消毒紫外光源UVC的方式主要有兩種：傳統汞燈和紫外LED，與傳統汞燈相比，UVC半導體具有明顯的優勢：小型化、無毒害、使用便捷。
另外，UVC半導體工藝改進方向明晰，技術難題不斷突破。
在此背景下傳統紫外汞燈消毒、殺菌產品將被UV LED加快取代。
UVC LED與紫外汞燈對比
UVC半導體工藝技術的突破
深紫外半導體的工藝與普通LED的工藝大體相同，但由于UV-LED的發光材料不同，因此選取的發光材料和封裝形式會有一定區別。
UVC半導體芯片可分為襯底和外延層兩部分:襯底通常沿用藍光LED芯片所采用的藍寶石襯底，外延層包括AIN模板層、N型AIGaN層、多量子阱發光層、電子阻擋層和P型GaN接觸層。
芯片工藝，通過光刻、刻蝕漏出N型接觸層，通過蒸鍍以及合金，N型、P型與電極形成歐姆接觸，然后通過減薄、裂片，對小芯粒進行分選，倒裝到絕緣的硅片上。
經過10多年研究和發展，280nm以下的深紫外半導體外量子效率已超過5%，對應發光功率大于5mW，壽命達5000h。
功率的提升推動應用領域的發展，但相較于技術十分成熟的藍光LED，UVC半導體存在三個主要問題：
l 芯片外延生長困難、
l 封裝材料易老化、
l 光提取效率較低等
結合UVC半導體的使用特點與工藝流程，目前UVC半導體有四個努力方向:
l 改進UVC半導體外延工藝、
l 提升殺菌效率、
l 改善散熱、
l 降低成本
青島螢光創新科技有限公司，擁有專業的博士后團隊，專注于紫外殺菌應用的研究，經過多年深耕紫外行業，公司獲得多項國家發明和實用新型專利。目前多款殺菌模組類產品已經投入市場。更多詳細內容可以瀏覽公司網站www.xiqiangdiesong.com聯系公司索取或者關注微信公眾號。
如下圖所示，業界通常將紫外線分為A、B、C三類，即近紫外線(UVA)，遠紫外線(UVB)和超短紫外線/深紫外線(UVC)，其中UVC能量最大，對微生物的破壞力極強。
中國擁有完整的UVC半導體產業鏈，UVC半導體對芯片、封裝技術和材料性能提出更高要求，芯片技術是目前深紫外半導體技術的主要瓶頸與核心競爭力，行業領先的大廠和紫外LED細分領域的龍頭企業投資不斷加碼。
UVA與UVB相比，UVC是殺菌消毒應用首選
目前獲取殺菌消毒紫外光源UVC的方式主要有兩種：傳統汞燈和紫外LED，與傳統汞燈相比，UVC半導體具有明顯的優勢：小型化、無毒害、使用便捷。
另外，UVC半導體工藝改進方向明晰，技術難題不斷突破。
在此背景下傳統紫外汞燈消毒、殺菌產品將被UV LED加快取代。
圖：UVC殺菌原理
和UVA與UVB相比，UVC的穿透力不強，不會對人體造成危害，但是殺菌效果幾乎一樣，所以UVC成為了殺菌消毒應用首選。
UVC LED與紫外汞燈對比UVC半導體工藝技術的突破
深紫外半導體的工藝與普通LED的工藝大體相同，但由于UV-LED的發光材料不同，因此選取的發光材料和封裝形式會有一定區別。
UVC半導體芯片可分為襯底和外延層兩部分:襯底通常沿用藍光LED芯片所采用的藍寶石襯底，外延層包括AIN模板層、N型AIGaN層、多量子阱發光層、電子阻擋層和P型GaN接觸層。
芯片工藝，通過光刻、刻蝕漏出N型接觸層，通過蒸鍍以及合金，N型、P型與電極形成歐姆接觸，然后通過減薄、裂片，對小芯粒進行分選，倒裝到絕緣的硅片上。
經過10多年研究和發展，280nm以下的深紫外半導體外量子效率已超過5%，對應發光功率大于5mW，壽命達5000h。
功率的提升推動應用領域的發展，但相較于技術十分成熟的藍光LED，UVC半導體存在三個主要問題：
l 芯片外延生長困難、
l 封裝材料易老化、
l 光提取效率較低等
結合UVC半導體的使用特點與工藝流程，目前UVC半導體有四個努力方向:
l 改進UVC半導體外延工藝、
l 提升殺菌效率、
l 改善散熱、
l 降低成本
青島螢光創新科技有限公司，擁有專業的博士后團隊，專注于紫外殺菌應用的研究，經過多年深耕紫外行業，公司獲得多項國家發明和實用新型專利。目前多款殺菌模組類產品已經投入市場。更多詳細內容可以瀏覽公司網站www.xiqiangdiesong.com聯系公司索取或者關注微信公眾號。
文章關鍵字：UVC、UVC LED、深紫外、紫外殺菌、深紫外 LED、水殺菌、流動水殺菌、靜態水殺菌、紫外抑菌模組
