本发明专利技术涉及用于紫外光发射装置的封装和封装所述紫外光发射装置的方法。本发明专利技术的实施例包括发光二极管UVLED，所述UVLED包括具有设置在n型区与p型区之间的活性层的半导体结构。所述活性层发射UV辐射。所述UVLED附接到底座。透镜设置于所述UVLED的上方。最接近所述UVLED的所述透镜的表面的宽度与所述底座相同。
Encapsulation and encapsulation of ultraviolet light emitting devices for ultraviolet launcher
The invention relates to encapsulation and encapsulation of ultraviolet light emitting devices for ultraviolet light emitting devices. Embodiments of the invention include a light emitting diode UVLED, and the UVLED includes a semiconductor structure with an active layer disposed between the N type and the P type region. The active layer emits UV radiation. The UVLED is attached to the bottom. The lens is set above the UVLED. The width of the lens closest to the UVLED is the same as that of the base.
【技术实现步骤摘要】
用于紫外光发射装置的封装和封装紫外光发射装置的方法
本专利技术涉及用于紫外光发射装置的封装和封装所述紫外光发射装置的方法。
技术介绍
III-氮化物材料(包括(Al,Ga,In)-N和其合金)的带隙从InN的极窄带隙(0.7eV)延伸到AlN的极宽带隙(6.2eV)，此使得III-氮化物材料在从近红外延伸到深紫外的宽光谱范围内高度适用于光电子应用，例如发光二极管(LED)、激光二极管、光调制器和检测器。可见光LED和激光可在活性层中使用InGaN获得，而紫外光LED(UVLED)和激光需要更大带隙的AlGaN。预计发射波长在230-350nm范围内的UVLED将存在宽范围的应用，这些应用的大多数是基于UV辐射与生物材料之间的相互作用。典型应用包括表面杀菌、空气消毒、水消毒、医疗装置和生物化学、用于超高密度光记录的光源、白光照明、荧光分析、感测和零排放汽车。
技术实现思路
本专利技术涉及一种装置，其包含：发光二极管(UVLED)，其包含包括设置于n型区与p型区之间的活性层的半导体结构，其中所述活性层发射UV辐射；陶瓷底座，其中所述UVLED附接到所述底座；设置于所述UVLED上方的透镜，其中所述透镜是石英、蓝宝石和玻璃中的一个；其中最接近所述UVLED的透镜的表面的宽度与所述陶瓷底座相同。本专利技术涉及一种方法，其包含：将多个发光二极管(UVLED)附接到底座面板，每一UVLED包含包括设置于n型区与p型区之间的活性层的半导体结构，其中所述活性层发射UV辐射；将透镜的面板附接到所述多个UVLED；和在所述附接透镜面板之后，切割所述底座面板和所述透镜面板。附图说明图1图解说明经封装UVLED。图2是倒装芯片UVLED中多个像素的平面图。图3是UVLED中一个像素的剖面图。图4图解说明单独从一组UVLED形成的透镜面板。图5图解说明附接到底座面板的一组UVLED。图6图解说明与底座面板对齐且设置于真空室中的透镜面板。图7图解说明切割接合到设置于底座面板上的UVLED的透镜面板。具体实施方式本专利技术的实施例涉及UVLED的封装和封装UVLED的方法。尽管本文所述的装置是III-氮化物装置，但从其它材料(例如其它III-V材料、II-VI材料、Si)形成的装置在本专利技术实施例的范围内。本文所述的装置可经配置以发射可见、UVA(峰值波长介于340nm与400nm之间)、UVB(峰值波长介于290nm与340nm之间)或UVC(峰值波长介于210nm与290nm之间)辐射。由本文所述的UVLED发射的辐射功率出于语言的简洁可阐述为“光”。图1图解说明根据本专利技术的实施例的经封装LED。UVLED1(在以下随附图2和3的文本中阐述的一个实例)附接到底座。透镜14设置于UVLED1上方。透明材料层12可设置于透镜14与UVLED1和底座10之间。市售UVA、UVB和UVCLED可用于各个实施例。图2和3图解说明权利人拥有的可用于本专利技术实施例的UVB和UVCLED的一个实例的一部分。图2是由UVLED像素阵列12构成的UVLED的一部分的俯瞰视图。图3是单一UVLED像素12的平分剖面图。可使用任何适宜UVLED且本专利技术的实施例并不限于图2及3中所图解说明的结构。UVLED通常是III-氮化物且一般地GaN、AlGaN和InGaN。UV发射像素阵列12是在单一衬底14(例如透明蓝宝石衬底)上形成。其它衬底是可能的。尽管实例显示像素12是圆形，但其可具有任何形状，例如正方形。光通过透明衬底逃逸，如图3中所示。像素12各自可为倒装芯片，其中阳极和阴极电极面向底座或附接UVLED的其它装置。半导体层是外延生长于衬底14上方。(装置可包括一或多个并非外延生长而是沉积或以其它方式形成的半导体层，例如导电氧化物，例如铟锡氧化物。)生长AlN或其它适宜缓冲层(未显示)，接着是n型区16。n型区16可包括具有不同组合物、掺杂剂浓度和厚度的多个层。n型区16可包括至少一个经Si、Ge和/或其它适宜n型掺杂剂n型掺杂的AlaGa1-aN膜。n型区16可具有约100nm到约10微米的厚度且直接在缓冲层上生长。n型区16中Si的掺杂水平可在1×1016cm-3到1×1021cm-3的范围内。取决于所要的发射波长，配方中AlN摩尔分数“a”可在360nm发射的装置的0％到经设计在200nm发射的装置的100％之间变化。活性区18生长于n型区16上方。活性区18可包括单一量子阱或由阻挡层分开的多个量子阱(MQW)。量子阱和阻挡层含有AlxGa1-xN/AlyGa1-yN，其中0<x<y<1，x代表量子阱层的AlN摩尔分数，且y代表阻挡层的AlN摩尔分数。UVLED所发射的峰值波长通常取决于AlGaN量子阱活性层中Al的相对含量。p型区22生长于活性区18上方。像n型区16一样，p型区22可包括具有不同组合物、掺杂剂浓度和厚度的多个层。p型区22包括一或多个p型掺杂(例如，Mg掺杂)AlGaN层。AlN摩尔分数可在0到100％的范围内，且此层或多层的厚度可在约2nm到约100nm(单一层)或到约500nm(多层)的范围内。此区中所用的多层可提高横向电导率。Mg掺杂水平可在1×1016cm-3到1×1021cm-3之间变化。Mg掺杂的GaN接触层可最后生长于p型区22中。上述半导体层中的所有或一些可在过量Ga条件下生长，如US2014/0103289中更详细阐述，其以引用的方式并入本文中。将半导体结构15蚀刻以在像素12之间形成暴露n型区16的表面的沟槽。像素12的侧壁12a可垂直于生长衬底的主表面或相对于生长衬底的主表面的法线以锐角12b倾斜。每一像素12的高度138可介于0.1微米到5微米之间。每一像素12在底部和顶部的宽度131和139可至少为5微米。也可使用其它尺寸。在蚀刻半导体结构15以形成沟槽之前或之后，将金属p型触点24沉积于每一像素12的顶部并图案化。p型触点24可包括一或多个形成欧姆触点的金属层和一或多个形成反射器的金属层。适宜p型触点24的一个实例包括Ni/Ag/Ti多层触点。n型触点28经沉积并图案化，使得n型触点28设置于n型区16在像素12之间的基本上平面表面。n型触点28可包括单一或多个金属层。n型触点28可包括(例如)直接接触n型区16的欧姆n型触点130和在欧姆n型触点130上方形成的n型痕量金属层132。欧姆n型触点130可为(例如)V/Al/Ti多层触点。n型痕量金属132可为(例如)Ti/Au/Ti多层触点。n型触点28与p型触点24通过介电层134电隔离。介电层134可为通过任何适宜方法形成的任何适宜材料，例如一或多种硅氧化物和/或一或多种硅氮化物。介电层134覆盖n型触点28。介电层134中形成的开口暴露p型触点24。p型痕量金属136形成于装置的顶部表面上方且基本上覆盖整个顶部表面。p型痕量金属136电连接到在介电层134中形成的开口中的p型触点24。p型痕量金属136通过介电层134与n型触点28电隔离。单一UVLED中包括多个像素12。所述像素通过大面积p型痕量金属136和大面积n型痕量金属132电连接。像素的数量可基于应用和/或所要辐射输出来选择。包括多个像素的单一UV本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种装置，其包含：发光二极管UVLED，其包含包括设置于n型区与p型区之间的活性层的半导体结构，其中所述活性层发射UV辐射；陶瓷底座，其中所述UVLED附接到所述底座；设置于所述UVLED上方的透镜，其中所述透镜是石英、蓝宝石和玻璃中的一个；其中最接近所述UVLED的所述透镜的表面的宽度与所述陶瓷底座相同。
【技术特征摘要】
2016.12.22 US 15/389,3081.一种装置，其包含：发光二极管UVLED，其包含包括设置于n型区与p型区之间的活性层的半导体结构，其中所述活性层发射UV辐射；陶瓷底座，其中所述UVLED附接到所述底座；设置于所述UVLED上方的透镜，其中所述透镜是石英、蓝宝石和玻璃中的一个；其中最接近所述UVLED的所述透镜的表面的宽度与所述陶瓷底座相同。2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含设置于所述UVLED与所述透镜之间的透明材料。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述透明材料包含聚乙烯基硅氧烷和聚烷基烯基硅氧烷。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述透明材料将所述透镜粘结到所述UVLED。...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘赛锦，道格拉斯·A·柯林斯，廖翊韬，
申请(专利权)人：紫岳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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