222制造技术

222

【技术实现步骤摘要】
222纳米紫外线新冠与广谱病毒消毒专用LED光源


[0001]本专利技术涉及紫外线光源

、
新冠
COVE
‑
2019
与广谱病毒
、
细菌消毒领域
、
环境生物安全领域，具体为
222
纳米紫外线新冠与广谱病毒消毒专用
LED
光源
。

技术介绍

[0002]LED
紫外线灯（
UV LED
）发光原理是
PN
结的端电压构成一定势垒，当加正向偏置电压时势垒下降，
P
区和
N
区的多数载流子向对方扩散
。
由于电子迁移率比空穴迁移率达得多，所以会出现大量电子向
P
区扩散，构成对
P
区少数载流子的注入
。
这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出去
。
按照波长，紫外
(Ultra Violet
，
UV)
光通常分为
UVA
（
315nm
‑
400nm
）
、UVB
（
280nm
‑
315nm
）
、UVC
（
200nm
‑
280nm
）
。UVA
应用包括固化
、
光催化净化
、/>防伪等领域；
UVB
应用包括光健康
/
医疗
、
植物生长光照调节等；
UVC
波段波长短，能量高，短时间内破坏微生物机体
(
细菌
、
病毒等病原体
)
细胞中分子结构，使细胞无法再生，因此广泛应用于如水
、
空气等的杀菌消毒
。UV LED
具有节能环保
、
寿命长
、
光谱可定制
、
辐射强度可控
、
开启速度快
、
可脉冲工作
、
光源形状可定制
、
光输出角度小等特点
。
[0003]现有
LED
紫外线光源一般使用
365nm
（珠宝字画鉴定）
、385nm、395nm
（验钞）或
405nm
波长，大多数标准的
UV
固化发生在一个狭窄的发射范围内，其余的光谱输出产生不需要的和潜在的有害的
UV
‑
C
，
UV LED
紫外线光源提供了这个狭窄的发射范围
。
[0004]近几年，随着疫情的爆发，对于
222
纳米的紫外线光源在消毒领域的奇特作用的越来越突显，国际上越来越多的科学家加入了研发队伍，然而，时至今日，全球仅有中国北京春秋煜盛科技有限公司开发出了真正应用意义上的
222
纳米的紫外线
LED
光源
。
[0005]目前，获得
222
纳米紫外线光源的主流技术路线为准分子高频脉冲
DBD
等离子技术
、
倍频晶体激光技术
、
高频脉冲电磁技术
、led
技术等等
。
[0006]对于准分子高频脉冲技术，在介质阻挡的微放电（
DBD
，
Dielectric Barrier Discharge
）中，平均能量为几个电子伏特的电子有效地激发了氩原子（例举，也可以是
Xe2
），这些处于激发态的氩原子与周围氩原子碰撞复合成被激发的氩准分子，当被激发的准分子向下跃迁到基态时会发射波长范围较宽的紫外辐射，它会很快地分解成氩原子
。
该技术光电转化率相对低，能耗相对高，光源使用时间在千小时至万小时之间
。
经济成本相对高；同样，用倍频晶体激光技术
、
高频脉冲电磁技术获取
222
纳米紫外线光源，也是技术复杂
、
生产成本高
。
光源使用寿命在几千小时，使用经济成本相对高
。
[0007]随着
GaN
等
Ⅲ‑Ⅴ
族
、
Ⅱ‑Ⅵ
族以及其他分子化合物半导体材料的气相外延
、
液相外延等外延技术的快速发展，使得采用
LED
技术实现
222
纳米紫外线新冠与广谱病毒消毒专用
LED
光源成为了可能
。
三族氮化物半导体材料氮化镓
、
氮化铝
、
氮化铟均为直接带隙半导体材料，其禁带宽度分别为
3.43
，
6.04
和
0.65eV
，通过调节其合金组份，可以实现
200
‑
400nm
光谱范围内发光，完全覆盖
UVA、UVB、UVC
光谱段
。
为了提高器件的光提取效率，近年来中国北京春秋煜盛科技有限公司主流采用蓝宝石衬底，高温氮化铝外延
Al
组份
AlGaN
材料，利用铝
原子表面黏附系数高
、
迁移率低的优势，研发时通过无数次实验对氮化物合金成份进行各种组合从而精准将发光波长峰值锁定在
222nm。
本专利技术正是针对上述问题提出的
222
纳米紫外线专用
LED
技术解决方案
。

技术实现思路

[0008]鉴于上述现有技术中并不存在真正应用意义上的
222
纳米的紫外线
LED
光源，本专利技术的目的在于提供
222
纳米紫外线新冠与广谱病毒消毒专用
LED
光源，以解决目前
222
纳米紫外线光源成产和使用成本高，电光转化率相对低和光源使用时间相对短的问题
。
[0009]具体而言，根据本专利技术的第一个方面，提供一种半导体材料，用于半导体量子阱，其特征在于，所述半导体量子阱作为发光部，产生紫外线光波在
200
纳米到
230
纳米之间，所述半导体材料的禁带宽度临界值在
6.2ev
到
5.39130ev
之间，发光峰值为
222
纳米，发光峰值时禁带宽度为
5.58558558558ev。
[0010]根据上述的半导体材料，其特征在于，为半导体掺杂组合材料，包括且不限于包含
AlGaN、Al
以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种半导体材料，用于半导体量子阱，其特征在于，所述半导体量子阱作为发光部，产生紫外线光波在
200
纳米到
230
纳米之间，所述半导体材料的禁带宽度临界值在
6.2ev
到
5.39130ev
之间，发光峰值为
222
纳米，发光峰值时禁带宽度为
5.58558558558ev。2.
根据权利要求1所述的半导体材料，其特征在于，为半导体掺杂组合材料，包括且不限于包含
AlGaN、Al
以及钻石（金刚石）的组合
。3.
根据权利要求1所述的半导体材料，其特征在于，为半导体掺杂组合材料，包括且不限于包含
AlGaN、Al、
钻石（金刚石）以及
La2O3的组合
。4.
根据权利要求2或3所述的半导体材料，其特征在于，所有半导体禁带宽度为
5.58558558558ev
的材料或材料组合或者半导体材料的禁带宽度临界值在
6.2ev
到
5.39130ev
之间，发光峰值为
222
纳米，发光峰值时禁带宽度为
5.58558558558ev
的全部半导体材料和材料组合，都是本专利保护范围
。5.
一种
LED
芯片，包括外延片，以及设置于外延片上的蓝宝石基层
、
掺杂的高
Al
组份的
AlN
外延层
、
多量子阱材料层和掺杂的
AlGaN
外延层，其特征在于，所述蓝宝石基层为微米级沟槽的蓝宝石
AIGaN
层基层，在该基层上生成所述高
Al
组份的
AlN
外延层和所述掺杂的
AlGaN
外延层，所述高
Al
组份的
AlN
和
AlGaN
外延层中间形成多层所述多量子阱材料层，所述多量子阱材料层为发光层，其发光波长峰值为
222nm。6.
根据权利要求5所述的
LED
芯片，其特征在于，所述的多量子阱材料层基材为氮化物合金混合物，具体配比为，按照重量百分比，高
Al
组份的氮化铝
65
‑
80
份
、
氮化镓2‑5份
、
氮化物合金5‑7份
、
余量为钻石和
/
或
La2O
3。
7.
根据权利要求6所述的
LED
芯片，其特征在于，所述的氮化物合金至少包括氮化硼1‑3份
、
三氯化氮2‑3份
、
氮化硅1‑2份
、
氮化铬
0.5
‑1份；另掺杂铟
0.2
‑
0.5
份
、
镁
0.2
‑
0.5
份
。8.
根据权利要求6所述的
LED
芯片，其特征在于，所述氮化物合金为铁镍氮化物
、
氮化铟
、
氮化钙，其组份具体为铁镍氮化物1‑5份，氮化铟
0.5
‑2份，氮化钙1‑3份
。9.
一种
222
纳米紫外线新冠与广谱病毒消毒专用
LED
光源，包括正极引脚和负极引脚，其特征是，所述的正极引脚和负极引脚上端分别一体连接一左金属片和一右金属片，所述左金属片和右金属片相互隔开并整体呈矩形；左金属片顶端一侧固定有
LED
芯片，所述的
LED
芯片的负极连接左金属片，所述
LED
芯片的外侧对应设有反射帽，所述
LED
芯片的正极通过一结合导线连接于右金属片上端；所述左金属片
、
右金属片
、LED
芯片和反射帽密封封装于封装壳体内，露出所述正极引脚和负极引脚，所述

【专利技术属性】
技术研发人员：秦愈，曹红蕊，
申请(专利权)人：北京春秋煜盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：