深圳市拓展光电有限公司

为了深入灌输员工的思想，进一步深化“四个宗旨”，加强我司服务的优质和态度，加强我司质量的过关和卓越，加强我司价格的优惠和福利，加强我司规模的庞大和更新。从2月份开始，集中开展了这次uvc led的工作，各单位高度重视，周密安排，在组织uvc led的各项工作后，公司提高了思想境界和业务素质，促进了以客户是上帝的宗旨为中心的重要理念。

紫外led依据波长通常可以划分为uva led（320nm-400nm）、uvb led（280-320nm）、uvc led（200-280nm）以及vuv led（10-200nm）。uvc属于不可见光，能破坏细菌或病毒的脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，dna）或核糖核酸（ribonucleic acid，rna），从而实现杀菌消毒的效果。在今年新冠肺炎疫情爆发的背景下，uvc led产业迎来了蓬勃发展，但是很多人在使用uvc led产品时却发现本来应该看不到光线的uvc led仍然发射出微弱的紫光，且每个器件之间的发光亮度也并不一致。

        要解释上述问题，就要从紫外led的工作原理开始说起，典型的uvc led芯片结构如图一所示，可分为外延层和衬底两大部分，其中外延层又可以细分为缓冲层、n型层、有源区、p型层和电极。而uvc led的发光波长由有源区材料的能带带隙决定，三族氮化物半导体材料氮化镓（gan）、氮化铝（aln）及氮化铟（inn）均为直接带隙半导体材料，禁带宽度分别为3.43，6.04，0.65ev，通过调节其合金成分，可以实现200-400nm紫外波段的发光光谱，如图二所示，从而使得三族氮化物成为目前制备紫外led的理想半导体材料。波长为275nm的uvc led的发光材料为al_xga_1-xn三元混晶，且al组分高达47%，然而高al组分的氮化物半导体外延技术仍不成熟，存在基底与  algan的晶格失配问题、al组分外延过程中的低迁移率问题和量子阱中al组分垒区空穴与电子复合效率低的问题；同时，空穴注入层中的p型mg掺杂电离能太高导致了有效空穴密度不足。以上几个问题不仅导致了芯片量子效率的下降，同时将引起芯片电致发光光谱中出现可见光波段的寄生谱峰，即点亮uvc led器件后能看到微弱的紫光的问题。

图一 uvc led芯片的典型结构

图二 三族氮化物半导体的禁带宽度

      以某知名芯片厂商的产品为例，如图三所示，芯片主波长为275nm，但是在主峰两侧仍存在高度较低的寄生谱峰。计算后可得，芯片的光功率为2.835mw，但是在波长λ＞380nm的可见光区域仍存在0.124mw的光功率，占总光功率的4.37%，因此使用该芯片制作的uvc led产品使用时能看到微弱的紫光。同时，由于芯片在制造过程中al组分掺杂时的缺陷程度不同，导致寄生谱峰的光功率也并不一致，因此不同灯珠之间的可见紫光亮度也存在差异。

图三 uvc led芯片绝对光谱图

以上就是uvc led可见光来源的解释，可见灯珠发射的可见光与器件质量无关，而是目前芯片制造工艺的限制。同时，uvc led中95%以上光功率仍通过275nm附近波段发射，器件的杀菌消毒效果并未受到影响。