紫外（UV）LED是指發(fā)射的峰值波長(zhǎng)在400nm以下的發(fā)光二極管，通常可以分為兩類(lèi)：波長(zhǎng)在300~400nm的稱(chēng)為近紫外（NUV）LED；200~300nm的稱(chēng)為深紫外（DUV）LED。UV-LED在眾多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，包括UV放電燈的替代光源、熒光光源、顯微鏡或曝光機(jī)的高分辨率光源，以及用于固化、醫(yī)藥、生物研究等的光化學(xué)反應(yīng)光源、用于殺菌消毒的紫外光源等。

　　普通的藍(lán)光LED基本采用GaN作為發(fā)光材料，但是由于GaN的帶隙為3.4eV，芯片內(nèi)部產(chǎn)生的波長(zhǎng)小于370nm的輻射會(huì)被GaN吸收。因此，UV-LED大都采用AlGaN作為發(fā)光材料。但是AlGaNLED需要1層帶隙更大的包覆層，造成了更高的穿透位錯(cuò)密度（ThreadingDislocationDensity，TDD），從而導(dǎo)致發(fā)光效率降低。隨著輻射峰值波長(zhǎng)的減小，LED芯片的外量子效率（EQE）逐漸降低。

　　目前NUV-LED的制備技術(shù)發(fā)展迅速，芯片性能得到了極大的提升。365nm芯片的EQE達(dá)到了30%，385nm芯片可達(dá)50%，而405nm芯片效率高達(dá)60%。常規(guī)的NUV-LED芯片單顆輸出功率達(dá)到了瓦級(jí)，可用于樹(shù)脂固化、曝光機(jī)、驗(yàn)鈔機(jī)等。目前NUV-LED芯片研制以大功率產(chǎn)品為方向，365nmLED的單顆輸出功率可達(dá)到12W；而這些大功率LED的價(jià)格隨著批量生產(chǎn)而大幅下降，因此真正可以實(shí)用化。

　　DUV-LED芯片受制于技術(shù)難點(diǎn)，目前效率仍然比較低，僅不到2%，且價(jià)格昂貴，只能局限于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用或小功率的效果驗(yàn)證。改進(jìn)DUV-LED制備工藝、提高芯片效率，是目前相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的重要研究方向。

　　日本RIKEN的Hirayama等人采用NH3脈沖氣流多層生長(zhǎng)方法，成功地在藍(lán)寶石襯底上橫向外延生長(zhǎng)（EpitaxialLateralOvergrowth，ELO）AlN基板，大幅度降低了位錯(cuò)密度，并在此基礎(chǔ)上制備了222~282nm的DUV-LED。通過(guò)氨脈沖氣流多層生長(zhǎng)方法，先在藍(lán)寶石上生長(zhǎng)初始的AlN條紋層；然后采用低氣壓有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積（LPMOCVD）方法，生成寬度為5μm、間距為3μm、厚度約15μm的ELO-AlN條紋結(jié)構(gòu)基板。

　　投射電鏡圖像顯示，ELO-AlN層邊緣穿透位錯(cuò)密度為3×108cm-2。270nm的AlGaN多量子阱（MQW）DUV-LED芯片結(jié)構(gòu)如圖所示，其峰值波長(zhǎng)為273nm，室溫下連續(xù)波工作，最大輸出功率可以達(dá)到2.7mW。而在室溫下連續(xù)波工作時(shí)，波長(zhǎng)241nm和256nm的AlGaN量子阱LED的最大輸出功率分別為1.1mW和4.0mW；在室溫下脈沖狀態(tài)工作時(shí)，227nm和222nmAlGaN量子阱LED的最大輸出功率分別為0.15mW和0.014mW；227nm和250nmAlGaNLED的最大EQE分別為0.2%和0.43%。