Для решения проблемы низкой эффективности выхода света глубокоультрафиолетовых светодиодов на основе AlGaN была разработана упаковочная структура с кварцевой линзой, плотно прилегающей при помощи фторсодержащей смолы, что эффективно решило проблему больших потерь при полном внутреннем отражении фотонов на сапфировой подложке в светодиодах с перевёрнутой структурой. Исследования показали, что тонкий связующий слой из фторсодержащей смолы формирует относительно согласованный переход показателя преломления, максимизируя выход фотонов, при этом типичная интенсивность света глубокоультрафиолетового светодиода с длиной волны 250 нм увеличивается на 28%. На этой основе была разработана керамическая подложка с отражающими боковыми стенками для повышения извлечения и фокусировки излучения поперечно-магнитного (Transverse Magnetic, TM) режима у глубокоультрафиолетовых светодиодов. Результаты моделирования показали значительное улучшение для светодиодов разных длин волн в глубоком ультрафиолете: после введения отражающей упаковочной подложки максимальная прямоугольная эффективность выхода света достигла 94%, по сравнению с менее чем 50% у контрольных образцов, а для светодиодов с длиной волны менее 250 нм улучшение было ещё заметнее, что связано с более высокой долей излучения в TM-режиме. Дальнейшая оптимизация кривизны кварцевой линзы позволила эффективно контролировать характеристики фокусировки выходящего света, удовлетворяя требованиям распределения светового поля для различных областей применения глубокоультрафиолетовых светодиодов, таких как поверхностная инактивация.

AlGaN;глубокоультрафиолетовый светодиод;извлечение света;структура упаковки