具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内，包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一。

本实施例提供了一种高效深紫外LED光源封装结构，所述封装结构包括基板、深紫外LED晶片和玻璃罩，所述深紫外LED晶片安装于所述基板上，所述玻璃罩密封地盖在所述基板上使得所述深紫外LED晶片处于密闭空间内，所述深紫外LED晶片发出的光线通过所述玻璃罩射出；

所述玻璃罩包括框体和窗体，所述窗体与所述框体密封连接，所述框体的内部具有倾斜壁面，所述倾斜壁面上设有内凹面，所述内凹面上设有DUV反射涂层，所述内凹面为旋转椭球面的一部分，所述深紫外LED晶片的发光中心点位于所述旋转椭球面所在椭球体的其中一个焦点；

所述内凹面的公式为：

其中a，b为椭圆参数，c为框体的厚度；

所述窗体的下表面为曲面，用于将所述深紫外LED晶片发出的光以及反射涂层的反射光以接近平行光的角度从所述窗体射出；

所述深紫外LED晶片包括n型包覆层、活性层、p型包覆层、p型接触层、p侧电极和n侧电极，所述p型包覆层设置在活性层上，由氮化铝比率为50％及以上的p型氮化铝镓基半导体材料或p型氮化铝基半导体材料制成，所述p型接触层与p型包覆层接触设置，由氮化铝比率为20％及以下的p型氮化铝镓系半导体材料或p型氮化镓系半导体材料构成，所述p型包覆层的氮化铝比率与p型接触层的氮化铝比率之差为50％及以上，所述p型接触层的厚度大于500nm；

所述椭圆参数a的取值范围为[2.5，3.8]mm，所述椭圆参数b的取值范围为[8.4，10.6]mm；

所述窗体的下表面曲面包括位于中部的凸面和位于四周的凹面，所述凸面为凸透镜面的一部分，所述凹面为凹透镜面的一部分，所述倾斜壁面上的内凹面与所述椭球体的另一焦点的连线与所述窗体凹面相交，所述深紫外LED晶片发出的光经所述窗体的凸面后射出，所述反射涂层反射的光经所述窗体的凹面后射出；

所述框体和窗体均为具有DUV光透过性的硼硅酸玻璃制成，所述反射涂层的材料为铝或者以铝作为主要成分的合金材料；

一种高效深紫外LED光源封装结构的封装方法，该方法包括下列步骤：

S1、玻璃罩的制备：选取平面硼硅酸玻璃片作为窗体，通过丝网印刷技术在窗体上印刷出玻璃浆料环，再通过烧结过程在玻璃盖板上形成玻璃腔体结构，在模具中倒入高温硼硅酸玻璃液，将所述窗体铺在所述模具上并等待其冷却，冷却后，所述窗体上具有对应凸透镜面和凹透镜面，所述硼硅酸玻璃液为玻璃粉、陶瓷粉和粘结剂的混合物，组分设定如下：玻璃粉选择玻璃化转变温度低于600℃的低熔点玻璃材料且其掺量为浆料总重量的65％～75％，陶瓷粉选择氧化铝材料且其掺量为浆料总重量的15％～25％，且玻璃粉和陶瓷粉粒径为2～8μm，粘结剂选择为乙基纤维素和松油醇的混合物，且其掺量分别为浆料总重量的3％～4％和8％～14％，再选取一份相同大小的硼硅酸玻璃片，在所述硼硅酸玻璃片中切除若干梯台作为框体，在切除梯台形成的倾斜壁上打磨出椭圆曲面，并在椭圆曲面上添加反射涂层材料，所述反射涂层成型后将所述窗体与所述框体密封接合形成玻璃罩；

S2、再在玻璃罩的的框架下底面上形成金属层，以用于与基板间的焊接；

S3、将多颗深紫外LED芯片贴装于基板上，并在基板上芯片四周形成金属层，再在金属层上涂覆Au-Sn蜡材料作为焊料层；

S4、将玻璃罩金属层与基板上的焊料层对准加压，使得紫外LED芯片位于玻璃腔体内，并通过整体加热或局部加热技术实现焊料层熔化，从而形成紫外LED密封结构；

S5、将通过步骤S4形成有密封结构的紫外LED封装晶圆片进行切割分片，获得高效深紫外LED光源封装产品。

实施例二。

本实施例包含了实施例一的全部内容，本实施例的所述基板由氮化铝、氮化硅等高导热材料制成，所述基板上设有多个布线电极，所述深紫外LED晶片与所述布线电极电性连接；

所述玻璃罩包括框体和窗体，所述框体和窗体均有具有DUV光透过性的硼硅酸玻璃制成，所述窗体覆盖在所述框体的开口上并与所述框体密封贴合，所述框体的内部具有倾斜壁面，所述倾斜壁面上设有DUV反射涂层，所述倾斜壁面与所述框体的下端面所成角为β，β的取值范围为[45°，85°]，所述DUV反射涂层根据需要可以与所述窗体的下端面以及所述框体的下端面连接；

所述倾斜壁面上设有内凹面，所述反射涂层处于所述内凹面内，所述内凹面的公式为：

其中a，b为椭圆参数，c为框体的厚度；

所述DUV反射涂层的成膜方法可以使用任何成膜方法，所述成膜方法包括但不限于镀层、喷涂膜和蒸镀膜；

所述DUV反射涂层的材料可以选用任何具有反射DUV的性能的材料，优选的，将含有铝或者以铝作为主要成分的合金材料作为DUV反射涂层的材料；

所述窗体的下端面上通过添加HfO₂、ZrO₂或SiO₂的涂层来防止窗面对DUV进行反射；

为了防止深紫外LED光源装置内的构成材料劣化，将氮气、氦气或氩气等惰性气体填充在所述玻璃罩与所述基板构成的密闭空间内，所述玻璃罩与所述基板之间的密封材料的熔点需低于所述DUV反射涂层材料的熔点，优选的，使用熔点为217℃的Au-Sn蜡材料将所述玻璃罩密封在基板上；

结合图3，所述深紫外LED晶片包括基板、基底层、n型包覆层、活性层、p型包覆层、p型接触层、p侧电极和n侧电极；

所述基板对半导体发光晶片发出的深紫外光具有透光性，例如蓝宝石基板；

所述基板包括第一主面以及与所述第一主面相反的第二主面，所述第一主面作为与所述基底层接触的主面，所述第一主面上具有亚微米深度和间距的精细凹凸图案，这样的基板称为图案化蓝宝石基板；

所述第二主面是将深紫外光发射到外部的光透出面；

所述基底层设置在基板的第一主面上，所述基底层是形成n型包覆层的模板层，所述基底层包括在高温下形成的未掺杂的氮化铝层或是氮化铝镓层；

所述n型包覆层设置在基底层上，是n型氮化铝镓基半导体材料层，例如，所述n型包覆层是掺杂有作为n型杂质的硅的氮化铝镓层；

所述n型包覆层的成分比例设置为能够透射所述活性层发出的深紫外光，例如，所述包覆层中氮化铝的摩尔分数为40％以上；

所述n型包覆层的带隙大于活性层发出的深紫外光的波长，例如，所述n型包覆层具有3.85eV以上的带隙；

优选的，所述n型包覆层中氮化铝的摩尔分数为40％至80％之间，带隙为3.85eV至5.5eV之间，更优选的，所述n型包覆层中氮化铝的摩尔分数为50％至70％之间，带隙为4.2eV至5.2eV之间；

所述n型包覆层的厚度范围为1μm至3μm；

所述n型包覆层中杂质硅的浓度范围在1*10¹⁸cm³至5*10¹⁹cm³之间，优选的，所述n型包覆层中杂质硅的浓度范围在5*10¹⁸cm³至3*10¹⁹cm³之间，更优选的，所述n型包覆层中杂质硅的浓度范围在7*10¹⁸cm³至2*10¹⁹cm³之间；

所述n型包覆层包括第一上表面和第二上表面，所述第一上表面上形成活性层，所述第二上表面上形成n侧电极；

所述活性层设置在所述n型包覆层的第一上表面上，所述活性层由基于氮化铝镓的半导体材料制成并通过被所述n型包覆层和所述p型包覆层夹在中间而具有双异质结结构，所述活性层具有3.4eV或更大的带隙；

所述活性层具有单层或多层量子阱结构，所述活性层由未掺杂的氮化铝镓基半导体材料制成的势垒层和为掺杂的氮化铝镓基半导体材料制成的阱层叠层构成；

所述活性层包括与所述n型包覆层直接接触的第一势垒层和设置在所述第一势垒层上的第一阱层，在所述第一势垒层和所述第一阱层之间另外设置一对或多对阱层和势垒层，所述势垒层和所述阱层的厚度均在1nm至20nm之间；

所述活性层包括与所述p型包覆层直接接触的电子阻挡层，所述电子阻挡层是未掺杂的基于氮化铝镓的半导体材料层，所述电子阻挡层中氮化铝的摩尔分数为80％或更高，所述电子阻挡层的厚度在1nm至10nm之间；

所述p型包覆层设置在所述活性层上，所述p型包覆层是p型氮化铝镓基半导体材料层，例如，所述p型包覆层是掺杂有作为p型杂质的镁的氮化铝镓层；

所述p型包覆层具有比所述p型接触层更高的氮化铝比率，所述p型包覆层中氮化铝的摩尔分数在50％以上，优选为60％以上；

所述p型包覆层的厚度在10nm至100nm之间；

所述p型接触层设置在所述p型包覆层上并与所述p型包覆层直接接触，所述p型接触层为p型氮化铝镓基半导体材料层或p型氮化镓基半导体材料层，所述p型接触层中的氮化铝比率与所述p型包覆层中的氮化铝比率只差为50％以上，优选为60％以上，所述p型接触层被配置为20％或更低的氮化铝比率以获得与所述p侧电极适当的欧姆接触，所述p型接触层中的氮化铝比率为10％以下，所述p型接触层还可以是不包含氮化铝的p型氮化镓层；

所述p型接触层的厚度超过500nm；

所述p侧电极设置在p型接触层上并与US哦胡p型接触层欧姆接触，所述p侧电极被配置为使得p侧电极相对于p型接触层的欧姆接触电阻为1*10^-2Ω·cm²或更小，所述p侧电极由诸如氧化铟锡的透明导电氧化物、诸如铑的铂族金属或者镍和金的叠堆结构制成；

所述n侧电极设置在n型包覆层的第二上表面上，所述n侧电极由能够与n型包覆层欧姆接触并且对活性层发出的深紫外光具有高反射率的材料制成，例如，所述n侧电极由钛层和铝层构成；

所述p型接触层的上表面的平坦度通过将p型接触层的厚度配置得较大而提高，通过在高度平坦的上表面上形成p侧电极，提高了通过p侧电极流向活性层的电流的密度的面内均匀性，防止了p型接触层和p侧电极之间的界面处的凹凸结构导致电流局部集中以及平面内电流密度变得不均匀，从而防止了由于在深紫外LED晶片的一部分流动过大的电流而导致晶片寿命降低的影响；

通过实验我们发现，将p型接触层的厚度增大到超过500nm的程度，p型接触层的上表面的平坦度大大提高；

结合图4，显示了p型接触层的厚度为16nm、300nm、500nm、700nm、1000nm时的深紫外LED晶片的发光强度，所述活性层发出的光波长约为280nm-285nm，p型包覆层的氮化铝比例为75％，p型接触层的氮化铝比例为0％，n型包覆层的氮化铝比率为55％；

从图4中可知，p型接触层的厚度为16nm时的发光强度在24小时后下降到75％，在48小时后下降到70％；

p型接触层的厚度为300nm时的发光强度在200小时后下降到81％，在950小时后下降到70％；

另一方面，p型接触层的厚度为500nm时的发光强度在200小时后为90％以上，1000小时后为80％以上；

同样地，p型接触层的厚度为700nm时的发光强度在200小时后为90％以上，1000小时后为85％以上；

此外，当p型接触层的厚度为1000nm时产生的发光强度在200小时后为约90％并且在1000小时后为约85％；

因此，增加p型接触层的厚度可以减缓发光强度的降低并且延长可以保持一定水平或更高水平的发光强度的时间，即晶片寿命；

结合图5，显示了深紫外LED晶片的寿命与p型接触层的厚度之间的关系，所述寿命指深紫外LED晶片的发光强度下降到70％之前所经过的时间；

如图所示，p型接触层30的厚度越大，晶片寿命越长；

该图表明，当p型接触层的厚度超过500nm时，晶片寿命显着延长；

更具体地，当p型接触层的厚度超过500nm时，晶片寿命超过5000小时；

p型接触层的厚度为520nm时的晶片寿命为6500小时，p型接触层的厚度为550nm时的晶片寿命为8000小时；

另外，p型接触层的厚度为590nm以上时，晶片寿命为10000小时以上；

更进一步，当p型接触层的厚度不小于700nm且不大于1000nm时，可以实现20000小时或更长的晶片寿命。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对晶片的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。