憑借安全、環保、小巧、高效、低耗等性能優勢，波長在240－280納米之間的深紫外LED正在加速拓展紫外線在民用和工業領域的應用，并將逐步替代傳統汞燈。
作為傳統汞加工制造和汞污染大國，中國政府已于2016年正式批準加入聯合國環境大會，將于2020年起逐步全面禁止汞添加產品的制造和進出口，這意味著在可預見的未來，利用紫外LED作為汞燈替代品的技術研發和應用將迎來爆發式增長。
關于深紫外LED
紫外線，作為電磁波的一種，波長小于可見光，范圍在10－400納米（nm）之間，包括：UV－V（波長10－200納米）、UV－C（波長200－280納米）、UV－B（波長280－315納米）、UV－A（320－400納米），其中波長小于320納米的紫外線，又被稱作“深紫外線”。
在LED領域，現在開發的主要是釋放UV－C。深紫外光是指波長100納米到280納米之間的光波，半導體深紫外光源在照明、殺菌、醫療、印刷、生化檢測、高密度的信息儲存和保密通訊等領域具有重大應用價值。
與常見的用于照明的LED相比，深紫外LED在材料、工藝和應用方面有明顯區別，是目前所知的最適合民用的固態紫外光，其中UVC LED能發散出具有殺菌作用的C波段光線。深紫外LED除菌凈化功能已日漸被廣泛應用在醫療和健康領域，作為新一代紫外殺菌技術，具有無汞、安全環保和廣泛的環境適應性等特點，屬于物理廣譜殺菌，無化學殘留特性。
發展前景
近年來，深紫外LED應用領域因廣闊的市場前景和巨大的附加值逐漸被認為是半導體及醫療衛生健康領域新的增長點。
UV－C LED產品技術門檻相當高，不論在磊晶、晶片技術、封裝與市場接受程度等都面臨諸多挑戰，但研究報告顯示，以高科技創新為特色的深紫外LED應用廣泛，將成為全球LED研究與投資的新熱點。據估計，2016年UVC LED殺菌與凈化應用的市場產值達2，800萬美元，2021年將達2．57億美元，年復合成長率高達56％。
市場布局
上游制備工藝和生產設備的尖端性、下游應用技術的復雜性以及成本原因，使得深紫外LED國內外應用一度進展緩慢。
市場等待爆發，企業加速布局。近年來UV LED企業的主要策略路線是從資本追逐到強強聯手發力終端：
1、歐司朗與HexaTech簽戰略協議
日前，歐司朗與AlN單晶基板供應商HexaTech公司簽署兩項戰略協議。這些協議包括長期供應協議和若干HexaTech的知識產權（IP）許可，其中，前者涉及作為HexaTech公司2英寸（直徑）基板開發項目的直接支持的氮化鋁（AlN）基板。此舉有助于歐司朗加速其基于HexaTech材料的UV－CLED器件開發，使歐司朗成為主要的高性能光電技術提供商，提供從深紫外波長到紅外波長的各種產品。
2、日本德山將深紫外LED晶圓生產線及專利售予斯坦利電氣日前，日本化學大廠德山與日本電氣設備大廠斯坦利電氣決定，在深紫外線LED領域擴大合作，德山維持深紫外線LED材料研發，而晶圓生產、封裝、與產品制造銷售等業務，由Stanley Electric負責。德山的深紫外線LED晶圓生產線及專利，均轉讓給Stanley Electric。
3、光宏研晶合資 搶攻LED殺菌市場
去年11月，臺灣LED廠光鋐與研晶預計共組品牌，進軍殺菌UVC LED市場，雙方已開始利用新合資品牌擴大行銷，估2017年產生營收貢獻。
4、臺塑石化宣布與日商日機裝（Nikkiso）攜手發展UV－LED事業2017年1月25日，臺塑石化宣布與日商日機裝（Nikkiso）攜手發展UV－LED事業，生產深紫外光LED（Deep UVLED）晶粒及銷售深紫外光應用產品，董事長陳寶郎表示，該合作案將聚焦水殺菌、空氣殺菌、樹脂固化及分析設備等。
這些企業的聯手可以看出，UV LED企業對于未來UV LED市場的進軍策略整體走勢是基于企業本身芯片的優勢，加碼拓展終端應用市場。此外，豐田合成、日亞化、首爾Viosys、隆達、圓融科技、鴻利智匯、國星光電等企業也在深紫外領域展開布局。
技術突破
最近，加拿大麥吉爾大學的研究人員制造出了一種氮化鋁鎵（AlGaN）激光二極管，其能夠輸出波長239nm的深紫外光，在室溫下運行，并且為電泵浦。此外，該原型具有約0．35mA的非常低的閾值電流。
模擬研究表明，隨機分布的AlGaN納米線可以強烈約束在240nm光譜區域的深紫外光子。研究人員確定了反向錐形納米線結構，以使通過下面的硅（Si）襯底的損耗最小。
在制造工藝中，納米線自發地形成在Si襯底上，并且每個具有由n－GaN接觸層、n－AlGaN覆層、AlGaN有源區、p－AlGaN覆層和p－GaN接觸層組成的結構（如圖1所示）。研究人員介紹說，由納米線的隨機排列引起的光子重復散射導致干涉，并因此導致強的光局域化。
圖1：電注入AlGaN激光器由反向錐形納米線的隨機排列組成，如圖中所示。
AlGaN納米線的平均填充因子為0．55。由于納米線的不均勻性和制造的不完善，實際電流注入和激光運行僅在其中約50％中發生。單根納米線的計算腔體積和載流子復合體積分別為0．627μm3和0．165μm3。
首先，使用193nm波長的激發源進行室溫光致發光（PL）研究。所得到的PL光譜在246nm處具有20nm帶寬的發射峰，表明高達70％的Al組成和良好的Al均勻性。大約位于210nm處的第二個峰，表明AlN殼形成在AlGaN納米線側壁上，這有助于抑制非輻射表面復合。
接下來，通過光刻和金屬化方法來制造電注入的激光二極管。研究人員測量了低于和高于激光閾值的室溫電致發光光譜。在閾值下工作，產生寬發射光譜。當電流達到0．35mA閾值時，239nm激光線開始出現。在閾值處，線寬約為0．9nm，但隨著電流逐漸升高到約1．4mA，線寬逐漸升高到約1．4nm。
研究人員先前已經展示了在262nm和289nm發射的電注入AlGaN納米線深紫外激光器。這些激光器具有高得多的組成調控，形成量子點狀結構，產生僅僅幾十微安的非常低的閾值電流。但是因為高組成調控抑制較短波長的激光發射，研究人員不得不提高組成均勻性，以在239nm產生激光發射。較高的均勻性導致量子點狀性質消失，并將閾值電流提高到0．35mA。但是239nm的閾值電流仍然相當低，這將有助于實現基于激光的、電池供電的深紫外儀器。
創業界deep－UV LED最低波長的紀錄
美國康乃爾大學的研究團隊，最新就研發出一種體積小且更環保的深紫外線LED光源，并創下目前業界deep－UV LED最低波長的紀錄。
研究人員采用原子級控制界面的氮化鎵（GaN）與氮化鋁（AlN）單層薄膜為反應作用區域，成功發射出波長介于232到270奈米的深紫外LED。這種232奈米的深紫外線，創下使用氮化鎵為發光材料，所發出的光線波長最短記錄。
在成功提升深紫外LED的發光效率后，研究團隊的下一步是將光源整合到裝置內，朝上市的目標邁進。深紫外光的應用領域包含食物保鮮、假鈔辨別、光觸媒、水的凈化殺菌，等等。
