[实用新型]一种UV LED外延结构

说明书

一种UV LED外延结构，涉及LED外延生长技术领域和近紫外UV LED固化技术领域，自下而上包括：衬底、缓冲层、非故意掺杂AlGaN层、n型掺杂AlGaN层、多量子阱有源层、电子阻挡层和p型掺杂AlGaN层，多量子阱有源层包括多量子阱有源层第一、第二和第三发光层。本实用新型将三种UV波长集成在单个LED芯片上，能够有效克服现有技术的缺点。当LED芯片在正向导通时，三组量子阱层发射不同波长的紫外光。

技术领域

本实用新型涉及LED外延生长技术领域和近紫外UV LED固化技术领域。

背景技术

紫外固化是一种公认的环保节能的固化技术，它是利用紫外光（UV）照射有机涂层使之发生聚合反应最终固化的过程。传统UV光源使用汞灯，因含有毒物质汞，国际上多国已签署关于禁止含汞产品的生产和销售，我国也将于2020年全面执行《水俣公约》禁止含汞的UV灯具的产品生产与进出口。而UV LED因其具有低能耗、长寿命、无汞污染、瞬间开启、低压安全等优点而成为替代汞灯最合适的光源，目前已经广泛使用于固化行业。

但相对于传统汞灯在紫外波段的连续光谱，UV LED由于受到半导体材料禁带光谱宽度的限制，波长分布极其狭窄，目前应用于固化行业的只有365nm、385nm、395nm、405nm等几个波段。而油墨等有机涂层对紫外长波和短波的吸收率不同，导致短波UV只能工作于涂层表层，长波UV工作于涂层深层，因此在固化时一般需要采用多个不同波段的UV LED混合曝光，或者分次曝光，势必会造成工序增多、设备增加，能耗增加等缺点。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种将三种不同的UV波长集成于同一LED芯片上的UV LED外延结构。

本实用新型的UV LED外延结构自下而上包括：衬底、缓冲层、非故意掺杂AlGaN层、n型掺杂AlGaN层、多量子阱有源层、电子阻挡层和p型掺杂AlGaN层，特点是：所述多量子阱有源层包括多量子阱有源层第一发光层、多量子阱有源层第二发光层和多量子阱有源层第三发光层；所述多量子阱有源层第一发光层、多量子阱有源层第二发光层和多量子阱有源层第三发光层横向分布于所述n型掺杂AlGaN层上；所述电子阻挡层横向分布于所述多量子阱有源层第一发光层、多量子阱有源层第二发光层和多量子阱有源层第三发光层上。

本实用新型将三种UV波长集成在单个LED芯片上，能够有效克服现有技术的缺点。当LED芯片在正向导通时，三组量子阱层发射不同波长的紫外光。

本实用新型具有以下优良效果：

1、本实用新型集三种波长的UV光源于同一LED芯片上，应用于固化行业，可减少UV光源数量和曝光工序，相应地，减少了固化设备数量及配套设施，并降低能耗，节省成本。

2、基于三种波长集成的结构，可以根据固化光源的光强需要，灵活设计芯片结构，或制作三波长多芯片集成结构，简化封装与应用的工艺制作流程，降低了产品失效率，提升终端产品开发效率。

3、本实用新型提供的复合波长型多量子阱有源层，相当于外延级别的集成，与传统的三种或多种波长封装体集成的固化方案相比，可以极大降低封装体积、减少封装消耗，降低制造成本，提高功率密度，改善固化效果。

进一步地，本实用新型

所述多量子阱有源层第一发光层由5～15对第一发光量子阱In_x1Ga_1-x1N和第一发光量子势垒Al_yGa_1-yN组成，其中，x1为0～0.02，y为0～0.2。

所述多量子阱有源层第二发光层由5～15对第二发光量子阱In_x2Ga_1-x2N和第二发光量子势垒Al_yGa_1-yN组成，其中，x2为0.02～0.04，y为0～0.2。