随着中国科技水平的进步,制造业的持续发展,生活水平也得到不断地改善,物质生活和精神生活都有大幅的提升。然而近年来雾霾、水污染等的加重给日益改善的生活水平增添了瑕疵,空气和水等携带的细菌正在侵蚀我们的健康。为了保护自身的健康,各种消毒杀菌装置孕育而生,如空气净化器,水处理器。而这些杀菌装置的最主要杀菌功能部件为紫外灯,截至2017年5月,比较热门的是采用深紫外LED灯。紫外LED杀菌的原理是利用LED产生的适当波长紫外线对细菌的脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的分子键进行破坏,破坏原有细菌菌落并阻止细菌的复制繁殖,达到杀死细菌的目的。紫外杀菌技术利用高强度深紫外线照射,能够将各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死,被广泛应用于民生、医疗以及生产制造行业。因深紫外LED的杀菌功能,截至2017年5月,该领域对深紫外LED的研究也趋于热门。
深紫外LED主要采用AlGaN作为主要生长材料,利用CVD外延生长方法生长出所需要的发光结构。图1为2017年5月以前的技术中的紫外AlGaNLED外延结构,如图1所示,该结构包含缓冲层101,非掺杂AltGa1-tN层102,N型掺杂AluGa1-uN层103,AlxGa1-xNAl量子阱层104、AlyGa1-yNAl量子垒层105,AlzGa1-zN电子阻挡层106,P型掺杂AlvGa1-vN层107以及P型掺杂GaN层108。虽然,紫外深紫外铝镓氮AlGaNLED应用广泛。但是,AlGaNLED还存在应用上的一些难题。1、发光效率低,截至2017年5月,15x15密位的芯片在20毫安驱动电流下发光亮度约2兆瓦,发光效率低导致杀菌效率也偏低;2、AlGaN量子阱中因无法形成AlGaN量子点,导致电子空穴复合几率非常低。