本申請涉及uv光源，并且更特定地，涉及遠uvc光源以及相關(guān)的裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、對于許多應(yīng)用來說，在約200nm至約400nm的波長范圍內(nèi)的緊湊且高效的紫外(uv)光源可能是期望的。例如，存在對殺菌uv(guv)產(chǎn)品的新興市場。包括uvc波長范圍內(nèi)的光子的uvc光(例如，具有約200nm至約280nm的波長；也稱為uv-c)可用于對空氣傳播和表面致病病原體進行消毒，同時保持對人類暴露的安全。關(guān)于人類安全性，遠uvc光(具有從約200nm到約240nm的波長)可能不會穿透皮膚表面的死細胞層或人眼的淚液層。特別地，遠uvc光可以高效地對dna和/或蛋白質(zhì)造成永久物理損傷，這可以防止細菌、病毒和真菌復(fù)制。因此，人類安全的遠uvc光可以有效地殺死或滅活致病病原體，而對人類幾乎沒有風(fēng)險，因為這些波長可以被眼睛的角質(zhì)層(表皮中死皮膚細胞的頂層)或淚液層大量吸收。也就是說，遠uvc波長范圍內(nèi)的光可能能夠快速殺死微觀病原體(如細菌)并滅活病毒，但不能穿透人類皮膚足夠深以對人類造成傷害威脅。這可以允許在人類存在的情況下使用uv光對空氣和表面進行消毒。

2、然而，在遠uvc波長范圍內(nèi)的操作可能存在挑戰(zhàn)。例如，很少可用光源可以被配置用于遠uv下的操作。一些常規(guī)遠uvc光源已經(jīng)由氣體放電燈實現(xiàn)，所述氣體放電燈從瞬態(tài)等離子體中形成的受激準(zhǔn)分子生成光。例如，krcl受激準(zhǔn)分子燈可以生成222nm下的光。遠uvc光的固態(tài)源(例如，發(fā)光二極管(led)，在一些實例中使用基于磷光體的波長轉(zhuǎn)換)對于降低成本和/或增加可靠性以及其他益處可能是期望的。雖然led可以被廣泛部署和開發(fā)為固態(tài)光源，但是這樣的光源通常在短于約265nm的發(fā)射波長下具有短的操作壽命和差的性能。因此，在遠uvc波長范圍內(nèi)發(fā)射的led可能在商業(yè)上不可用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)一些實施例，一種發(fā)光二極管(led)包括半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括被配置成生成遠uvc光的至少一個外延層。所述至少一個外延層在橫向方向上的一個或多個尺寸在所述至少一個外延層在豎直方向上的厚度的數(shù)量級內(nèi)。

2、在一些實施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括在其上具有相應(yīng)電接觸的第一表面和第二表面；以及至少一個側(cè)壁，所述至少一個側(cè)壁在所述第一表面和所述第二表面之間延伸，并被配置成發(fā)射所述遠uvc光。

3、在一些實施例中，所述至少一個側(cè)壁包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的所述至少一個外延層的相對側(cè)壁，并且所述一個或多個尺寸包括所述相對側(cè)壁之間的距離。

4、在一些實施例中，所述至少一個側(cè)壁被配置成將所述遠uvc光引導(dǎo)到光束中或引導(dǎo)到分布式圖案中。

5、在一些實施例中，所述至少一個側(cè)壁在所述第一表面和所述第二表面之間傾斜。

6、在一些實施例中，所述相應(yīng)電接觸中的至少一個對所述遠uvc光至少部分不透明。

7、在一些實施例中，襯底在其前表面上包括所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述襯底不同于在其上形成所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的原生襯底(native?substrate)。

8、在一些實施例中，所述襯底包括一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)面向所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述至少一個側(cè)壁，并且被配置成將從所述至少一個側(cè)壁發(fā)射的所述遠uvc光的傳播方向變更到一個或多個方向中。

9、在一些實施例中，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)附接到與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相鄰的所述襯底的所述前表面。

10、在一些實施例中，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)與所述襯底是一體的，并且在其上包括所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述襯底的所述表面相對于所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)凹陷。

11、

12、在一些實施例中，所述襯底包括后表面，所述后表面與所述前表面相對，并且在其上具有背側(cè)接觸；以及至少一個導(dǎo)電通孔，所述至少一個導(dǎo)電通孔延伸穿過所述襯底并將所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述相應(yīng)電接觸中的至少一個電連接到所述背側(cè)接觸。

13、在一些實施例中，所述led沒有所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的原生襯底。

14、根據(jù)一些實施例，一種發(fā)光二極管(led)包括被配置成生成遠uvc光的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括第一表面和第二表面；在所述第一表面和所述第二表面中的至少一個上的相應(yīng)電接觸；以及初級光提取表面，所述初級光提取表面包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸并且被配置成發(fā)射所述遠uvc光的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個側(cè)壁。

15、在一些實施例中，所述至少一個側(cè)壁包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一個或多個外延層的相對側(cè)壁，并且所述相對側(cè)壁之間的距離小于約100微米。

16、在一些實施例中，所述相對側(cè)壁之間的所述距離小于約50μm。

17、在一些實施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述一個或多個外延層的厚度為約10μm或更小。

18、在一些實施例中，所述相對側(cè)壁之間的所述距離在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述一個或多個外延層的所述厚度的數(shù)量級內(nèi)。

19、在一些實施例中，所述至少一個側(cè)壁在所述第一表面和所述第二表面之間傾斜。

20、在一些實施例中，所述相應(yīng)電接觸中的至少一個對所述遠uvc光至少部分不透明。

21、在一些實施例中，所述第一表面和/或所述第二表面的至少一部分包括被配置成發(fā)射所述遠uvc光的光提取表面。

22、根據(jù)一些實施例，一種發(fā)光二極管(led)包括半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被配置成生成包括遠uvc波長范圍內(nèi)的波長的光。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括在其上具有相應(yīng)電接觸的第一表面和第二表面以及在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的一個或多個橫向表面。所述一個或多個橫向表面的總表面面積在頂表面或底表面的相應(yīng)表面面積的10倍內(nèi)。

23、根據(jù)一些實施例，一種發(fā)光二極管(led)陣列包括公共支撐襯底；以及如本文所述的多個led，所述多個led布置在所述公共支撐襯底的表面上。光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)可以提供在所述多個led中相鄰led之間的所述公共支撐襯底的所述表面上。

24、在一些實施例中，本文所述的led中的任何led的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還被配置成生成uvc光。

25、在審閱以下附圖和詳細描述時，根據(jù)一些實施例的其他裝置、設(shè)備和/或方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得明白。除了上述實施例的任何和所有組合之外，旨在所有這樣的附加實施例都被包含在本說明書內(nèi)，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且受到所附權(quán)利要求的保護。

技術(shù)特征：

1.一種發(fā)光二極管(led)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的led，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的led，其中，所述至少一個側(cè)壁包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的所述至少一個外延層的相對側(cè)壁，并且所述一個或多個尺寸包括所述相對側(cè)壁之間的距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的led，其中，所述至少一個側(cè)壁被配置成將所述遠uvc光引導(dǎo)到光束中或引導(dǎo)到分布式圖案中。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的led，其中，所述至少一個側(cè)壁在所述第一表面和所述第二表面之間傾斜。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的led，其中，所述相應(yīng)電接觸中的至少一個對所述遠uvc光至少部分不透明。

7.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的led，進一步包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的led，其中，所述襯底包括一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)面向所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述至少一個側(cè)壁，并且被配置成將從所述至少一個側(cè)壁發(fā)射的所述遠uvc光的傳播方向變更到一個或多個方向中。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的led，其中，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)附接到與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相鄰的所述襯底的所述前表面。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的led，其中，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)與所述襯底是一體的，并且在其上包括所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述襯底的所述表面相對于所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)凹陷。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的led，其中，所述襯底包括：

12.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的led，其中，所述led沒有所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的原生襯底。

13.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的led，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還被配置成生成uvc光。

14.一種發(fā)光二極管(led)，包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的led，其中，所述至少一個側(cè)壁包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一個或多個外延層的相對側(cè)壁，并且所述相對側(cè)壁之間的距離小于約100微米。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的led，其中，所述相對側(cè)壁之間的所述距離小于約50μm。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的led，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述一個或多個外延層的厚度為約10μm或更小。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的led，其中，所述相對側(cè)壁之間的所述距離在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述一個或多個外延層的所述厚度的數(shù)量級內(nèi)。

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的led，其中，所述至少一個側(cè)壁在所述第一表面和所述第二表面之間傾斜。

20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的led，其中，所述相應(yīng)電接觸中的至少一個對所述遠uvc光至少部分不透明。

21.根據(jù)權(quán)利要求14至20中任一項所述的led，進一步包括：

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的led，其中，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)附接到與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相鄰的所述襯底的所述表面。

23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的led，其中，所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)與所述襯底是一體的，并且在其上包括所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述襯底的所述表面相對于所述一個或多個光學(xué)重定向結(jié)構(gòu)凹陷。

24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的led，其中，所述襯底包括至少一個導(dǎo)電通孔，所述至少一個導(dǎo)電通孔延伸到所述襯底的所述表面中，并與所述相應(yīng)電接觸中的至少一個電接觸。

25.根據(jù)權(quán)利要求14至24中任一項所述的led，其中，所述第一表面和/或所述第二表面的至少一部分包括被配置成發(fā)射所述遠uvc光的光提取表面。

26.根據(jù)權(quán)利要求14至25中任一項所述的led，其中，所述led沒有所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的原生襯底。

27.根據(jù)權(quán)利要求14至26中任一項所述的led，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還被配置成生成uvc光。

28.一種發(fā)光二極管(led)，包括：

29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的led，其中，所述一個或多個橫向表面包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個外延層的相對側(cè)壁，并且所述相對側(cè)壁之間的距離小于約100微米。

30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的led，其中，所述相對側(cè)壁之間的所述距離小于約50μm，并且所述至少一個外延層的厚度為約10μm或更小。

31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的led，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個外延層在橫向方向上的一個或多個尺寸在所述至少一個外延層在豎直方向上的厚度的數(shù)量級內(nèi)。

32.根據(jù)權(quán)利要求28至31中任一項所述的led，其中，所述一個或多個橫向表面在所述第一表面和所述第二表面之間傾斜。

33.根據(jù)權(quán)利要求28至32中任一項所述的led，其中，所述相應(yīng)電接觸中的至少一個對所述遠uvc光至少部分不透明。

34.根據(jù)權(quán)利要求28至33中任一項所述的led，進一步包括：

35.根據(jù)權(quán)利要求28至34中任一項所述的led，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還被配置成生成uvc光。

36.一種發(fā)光二極管(led)陣列，包括：

技術(shù)總結(jié)
一種發(fā)光二極管(LED)包括半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括被配置成生成遠UVC光的至少一個外延層；以及在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一表面和第二表面上的相應(yīng)電接觸。所述至少一個外延層在橫向方向上的一個或多個尺寸在所述至少一個外延層在豎直方向上的厚度的數(shù)量級內(nèi)。初級光提取表面可以包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸并且被配置成發(fā)射所述遠UVC光的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個側(cè)壁。還討論了相關(guān)裝置、其陣列和制造方法。

技術(shù)研發(fā)人員：B·費希爾,S·伯勒斯
受保護的技術(shù)使用者：優(yōu)衛(wèi)魁公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30