CN109244210A - 一种深紫外线发光二极管结构以及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种深紫外线发光二极管结构以及其制作方法，其中，一种深紫外线发光二极管结构，主要是在磊晶前，在蓝宝石基板上形成一层的纳米碳管层；其后，才再进行后续氮化铝缓冲层以及深紫外线发光二极管的磊晶和晶片制作方法。通过纳米碳管可吸收较常见的248nm氟化氩(KrF)准分子雷射，因而不再需要昂贵的氟化氩准分子雷射，从而达到了降低生产成本的目的。
Description
技术领域
本发明是有关于一种紫外线发光二极管结构，尤其是关于一种可较低成本制作的紫外线发光二极管制作方法。
背景技术
紫外线光-UVC(UV-C 253.7nm)对于为害人体的细菌、病毒、微生物等，有极大的摧毁作用。其杀菌原理是细菌、病毒等单细胞微生物，经紫外线光-UVC照射，直接破坏其生命中枢DNA(去氧核醣核酸)及RNA(核醣核酸) 结构，使得构成该微生物体的蛋白质无法形成，使其立即死亡或丧失繁殖能力。一般经紫外线光-UVC照射1～2秒钟内就可达到灭菌的效果。目前紫外线光-UVC已被证明能消灭细菌、病毒、霉菌、单细胞藻等微生物。
经过了近二百年的研究与发展，虽然有许多的消毒杀菌方式被发现，但对于大面积、大空间的物体表面杀菌及空气、水的消毒，紫外线光-UVC 仍是被优先考虑的。紫外线光-UVC消毒法，具有快速、彻底、不污染、操作简便、使用及维护费用低等优点。
紫外线光-UVC消毒法比氯消毒法、臭氧消毒法都快速，高强度、高能量的紫外线光-UVC只要几秒钟即可彻底灭菌，而氯消毒法、臭氧消毒法则需数分钟以上。紫外线光-UVC消毒法，几乎对所有的细菌、病毒、寄生虫、病原体和藻类等均可有效杀灭，而且不会造成二次污染，不残留任何有毒物质，对被消毒的物体，无腐蚀性、无污染、无残留；电源关闭，紫外线-C便消失。而氯消毒法、臭氧消毒法不能有效消灭一些对人体危害更大的寄生虫类(如隐性孢囊虫、鞭毛虫..等；氯消毒法、臭氧消毒法均会直接、间接的产生对人体致癌的有毒物质，影响人体健康。紫外线光-UVC 消毒法，是目前世界上最先进、最有效、最经济的消毒法。
中国专利号为：CN203741088U的专利案中则可见到其主要是有关于一种紫外线饮水消毒器；其内容主要是有关于利用紫外灯管来进行杀/ 灭菌的功效，而利用紫外灯管来进行灭菌目的时，由于紫外灯管不会像日常用的日光灯那样会烧毁。反而，特殊的石英套管材料会出现一种光化学老化过程叫老化作用。这个变化会减少辐射到水中的紫外线能量。因此，现行市场上正逐渐减少利用紫外灯管的照射来杀/灭菌的装置，因为：
1、紫外灯管使用一段时间后会逐渐老化，紫外线照射强度会发生衰退；
2、紫外线只能沿直线线传播，穿透能力弱，任何纸片、铅玻璃、塑胶都会大幅降低照射强度；
3、紫外线对人体的的皮肤能产生很大的伤害性，不可在有人的场所使用UV灯，更不可用眼睛直视点亮的灯管。在一专利号为US6447721B1的美国专利案中，则可见到其主要也是利用一紫外灯管来对容置在容器内的水进行消毒的步骤；中国专利申请案CN104609502A则又显示了另一种利用紫外灯管来进行杀菌、消毒的装置。
而在中国专利号CN202760846U则可在其说明书中见到下列的部分说明内容：本紫外LED杀菌饮水杯包含有黏贴层…电池、导线、紫外发光二极管LED器件、白光发光二极管LED器件等器件。
由以上的各个专利案内容可知，不论其是使用了紫外线灯管，抑或是紫外线发光二极管，紫外线光的应用已在各种的领域中发热、发光，且各种增强紫外光线功效的技术亦已由各研究机构大力的开发、研究中。由于紫外线光的功效已言可喻，故而目前业界的研究主要是在强化紫外光的功率以及其因为功率的增大而产生无法避免高热的解决之道。
目前所知，一般在制作紫外线发光二极管时的标准作业流程为：当使用蓝宝石基板(Sapphire)当作基板时，由于宝石基板Sapphire本身不导电，所以N型电极不能在基板下方。以活性区材料为AlGaN/GaN的UV LED 为例，长晶过程大致分为下列步骤：
(1)在蓝宝石基板(Sapphire)上成长氮化镓(GaN)作为无掺杂缓冲层，接着成长N型电极层。
(2)在N型电极层之上成长N型氮化铝镓(AlGaN)载子局限层。
(3)再于其上成长AlGaN/GaN所组成的量子井结构。
(4)再于其上成长P型AlGaN载子局限层，接着成长GaN电极层。
目前，为了增进深紫外光(波长小于280nm)的发光二极管的磊晶品质以及其率，在蓝宝石基板上形成一层品质良好的氮化铝缓冲层是非常重要的关键，而要避免深紫外光发光二极管所发出的紫外光线被蓝宝石基板所吸收或反射，在制作方法中则需要将蓝宝石基板予以剥离；欲要达成这一目的，则要引进高单价的氟化氩(ArF)准分子雷射，由于其可发出达193nm 波长的雷射光，如此，氮化铝缓冲层才能加以吸收其能量，然后，蓝宝石基板也才能剥离。由于氟化氩为管制的惰性气体，再加上氟化氩(ArF)准分子雷射的成本极高，故而在整个深紫外光发光二极管的制作方法的成本支出上一直的高居不下。
为了达成减少成本支出的目的，本发明的一个目的即是通过形成一纳米碳管层于蓝宝石基板的一侧，而后，则以正常的方式来形成发光二极管的整体结构；由于纳米碳管可吸收成本较低的氟化氪(KrF)，在此情形下，蓝宝石基板则可顺利地整个的剥离了。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种深紫外线发光二极管结构以及其制作方法；其中，本发明所提供的深紫外线发光二极管结构主要是包括了一碳层，一设置在所述碳层一侧的氮化铝缓冲层，以及形成在所述缓冲层一自由面的深紫外线发光二极管层。
本发明的一目的在于提供一种深紫外线发光二极管结构以及其制作方法；其中，本发明所提供的深紫外线发光二极管结构中，所述的碳层是为一原子层。
本发明的一目的在于提供一种深紫外线发光二极管的制作方法，其特征在于，包括了下列的步骤：
提供一蓝宝石基板；
在所述的蓝宝石基板一侧形成一层的纳米碳管；
在所述的纳米碳管的一自由面上形成一层的氮化铝缓冲层；
在所述的氮化铝缓冲层的一自由面上形成深紫外线发光二极管层；以及
将所述的蓝宝石基板和所述的纳米碳管自所述的氮化铝缓冲层分离。
本发明的一目的在于提供一种深紫外线发光二极管的制作方法，其中，于所述的分离步骤中，所使用的是氟化氪准分子雷射。
附图说明
图1为本发明一种深紫外线发光二极管结构中间制程时的结构剖视图；以及
图2为本发明的一种深紫外线发光二极管制作方法上的改变，并形成最终结构的剖视示意图。
具体实施方式
以下有关于本发明各实施例的说明均旨在提供一说明性的陈述，对于各(零)元件、装置的说明均为实施例性的阐述其结构或功能；而对于这些说明或阐述的解释亦应以其合理、适切的方式来看待，而不应以限制性的方式来对其中任何一部份的阐述作出不同于一般熟于此项技艺者所熟知的方式、文字来作出注解。而为了能加强对于各元件、装置说明的易于了解，对于每一元件或装置于介绍时，均会赋与各介绍的元件或装置一附图标记。
请参阅图1，其中，本发明一较佳实施例中所提供的一种深紫外线发光二极管结构，其中，可见及本发明所提供的深紫外线发光二极管的制作方法主要是先提供一蓝宝石基板10，而后，则是在所述的蓝宝石基板10 一侧形成一层的纳米碳管20，然后，则直接地在所述的纳米碳管20的一自由面上形成一层的氮化铝缓冲层30，最后，则在所述的氮化铝缓冲层30 的一自由面上形成深紫外线发光二极管层40。
请参看图2所示，其中可见及本发明所提供的较佳实施例中，利用了发出248nm波长、能阶较低的氟化氪(KrF)准分子雷射来将纳米碳管20，连同着蓝宝石基板10一同的予以去除；如此，才能增进深紫外线发光二极管层40发光效率的表现，并减少蓝宝石基板10对紫外线的吸收以及反射。值得注意的是，在经过前方的氟化氪(KrF)准分子雷射来将纳米碳管20去除后，在氮化铝缓冲层30相对于形成深紫外线发光二极管层40的一面，则可发现仍有一层的碳原子层21。
当不能以此限定本发明的实施范围，即依照本发明申请专利范围及发明说明书内容所做的等效果修饰与变化，仍应属于本发明专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.一种深紫外线发光二极管结构，其特征在于，深紫外线发光二极管结构包括：
一深紫外线发光二极管层；以及
一碳层，其是形成于所述深紫外线发光二极管层的一侧。
2.如权利要求1所述的深紫外线发光二极管结构，其特征在于，尚包括一氮化铝缓冲层，其是形成在所述的深紫外线发光二极管层以及碳层之间。
3.如权利要求1所述的深紫外线发光二极管结构，其特征在于，所述的碳层是为一原子层。
4.一种深紫外线发光二极管的制作方法，其特征在于，包括下列的步骤：
提供一蓝宝石基板；
在所述的蓝宝石基板一侧形成一层的纳米碳管；
在所述的纳米碳管的一自由面上形成一层的氮化铝缓冲层；
在所述的氮化铝缓冲层的一自由面上形成深紫外线发光二极管层；以及
将所述的蓝宝石基板和所述的纳米碳管自所述的氮化铝缓冲层分离。
5.如权利要求4所述的深紫外线发光二极管的制作方法，其特征在于，于所述的分离步骤中，所使用的是氟化氪准分子雷射。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190118 |