專利名稱：紫外線照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過向半導(dǎo)體多層膜元件照射電子束而發(fā)射紫外線的紫外線照射裝置。
背景技術(shù)：
最近，小型的紫外線光源的用途日益擴(kuò)大，例如適用到UV硬化型噴墨打印機(jī)等的新的技術(shù)也在開發(fā)。作為小型的紫外線光源，例如已知有使用氮化鎵(GaN)類化合物半導(dǎo)體的紫外線光電二極管(LED)。在這種紫外線LED中，通過對(duì)包含構(gòu)成活性層的鋁(Al)的GaN類化合物半導(dǎo)體中的Al的組成比進(jìn)行改變，能夠調(diào)整在例如小于等于380nm的紫外線區(qū)域上的發(fā)光波長(zhǎng)?？墒?，這種紫外線LED在由半導(dǎo)體結(jié)晶中的缺陷引起的非輻射躍遷、和例如因?yàn)镸g等的p型雜質(zhì)的活性化能量高而不得不需要低載流子濃度的p型半導(dǎo)體層的構(gòu)成上，因?yàn)橛捎谠诨钚詫又挟a(chǎn)生載流子的溢出和電阻損失，致使外部量子效率降低，所以作為紫外線光源在實(shí)用化上存在問題。另外，作為利用半 導(dǎo)體元件的紫外線光源，已知有通過從電子束輻射源向半導(dǎo)體多層膜元件輻射電子束，因而使該半導(dǎo)體多層膜元件發(fā)光的光源(參照專利文獻(xiàn)I)。如果采用這種紫外線光源，因?yàn)樵贚ED中不需要形成作為必須要素的p型半導(dǎo)體層，所以不會(huì)受到其品質(zhì)的影響，能夠得到可以輻射穩(wěn)定的紫外線的紫外線光源。但是，在上述的紫外線光源中存在以下的問題為了讓半導(dǎo)體多層膜元件以高效率發(fā)光，例如需要在半導(dǎo)體多層膜元件上照射由例如數(shù)十kV及以上的加速電壓加速的電子束，由此，容易從半導(dǎo)體多層膜元件中發(fā)生X射線。因此，作為紫外線光源，因?yàn)樾枰趽鮔射線的結(jié)構(gòu)，所以難以得到小型的紫外線光源。專利文獻(xiàn)1:專利第3667188號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是基于以上那樣的情況而提出的，其目的在于提供一種能夠以小型并且高效率發(fā)射紫外線的紫外線照射裝置。本發(fā)明的紫外線照射裝置的特征在于在以負(fù)壓狀態(tài)密封內(nèi)部的、具有紫外線透過窗的容器內(nèi)，具備半導(dǎo)體多層膜元件以及向該半導(dǎo)體多層膜元件照射電子束的電子束輻射源。在本發(fā)明的紫外線照射裝置中優(yōu)選的是，上述半導(dǎo)體多層膜元件具備由InxAlyGa1^N組成的單一量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層，其中，0彡x< 1，0<y ^ I, x+y ^ 1，通過來自上述電子束輻射源的電子束照射在上述半導(dǎo)體多層膜元件中的活性層，紫外線從該半導(dǎo)體多層膜元件經(jīng)由上述紫外線透過窗向外部輻射。另外，優(yōu)選的是在設(shè)上述電子束的加速電壓為V(kV)，上述活性層的厚度為t(nm)時(shí)，滿足下式(I):4. 18XV1.50 彡 t 彡 10. 6XV1.54 ......式(I)另外，優(yōu)選的是上述電子束的加速電壓小于等于20kV。如果采用本發(fā)明的紫外線照射裝置，因?yàn)榘雽?dǎo)體多層膜元件中的活性層的厚度在和電子束的加速電壓的關(guān)系中處于特定的范圍，所以能夠以高效率輻射紫外線，而且，因?yàn)榧词闺娮邮募铀匐妷旱鸵材軌虻玫礁叩男?，所以能夠謀求裝置的小型化。


圖1是表示本發(fā)明的紫外線照射裝置一例中的構(gòu)成概略的說明用剖面圖。圖2是表示圖1所示的紫外線照射裝置中的半導(dǎo)體多層膜元件的結(jié)構(gòu)的說明用剖面圖。圖3是表示在半導(dǎo)體多層膜元件中的活性層的結(jié)構(gòu)的說明用剖面圖。圖4是表示涉及紫外線照射裝置C的電子束的加速電壓和發(fā)光效率的關(guān)系的發(fā)光效率曲線圖。圖5是表示涉及紫外線照射裝置k 紫外線照射裝置E的電子束的加速電壓和發(fā)光效率的關(guān)系的發(fā)光效率曲線圖。圖6是表示涉及圖5所示的曲線a 曲線e中的點(diǎn)P1以及P2的電子束的加速電壓、活性層的厚度的關(guān)系的曲線圖。圖7是表示涉及紫外 線照射裝置C、紫外線照射裝置F以及紫外線照射裝置G的電子束的加速電壓和發(fā)光效率的關(guān)系的發(fā)光效率曲線圖。圖8是表示在本發(fā)明的紫外線照射裝置的其它例子中的結(jié)構(gòu)概略的說明圖，(A)是剖面圖，(B)是從電子束輻射源一側(cè)看的平面圖。符號(hào)說明10 :紫外線照射裝置；11 :真空容器；12 :容器基體；13 :紫外線透過窗；15 :電子束輻射源；20 :半導(dǎo)體多層膜元件；21 :襯底；22 :緩沖層；25 :活性層；26 :量子阱；27 :阻擋層。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的紫外線照射裝置的一個(gè)例中的結(jié)構(gòu)概略的說明用剖面圖，圖2是表示圖1所示的紫外線照射裝置中的半導(dǎo)體多層膜元件的結(jié)構(gòu)的說明用剖面圖。該紫外線照射裝置10具有以負(fù)壓狀態(tài)密封內(nèi)部的外形是正方體形狀的容器(以下，稱為“真空容器”)11，該真空容器11由在一面(圖1中下面)上具有開口的容器基體12、配置在該容器基體12的開口上與該容器基體12密封的、紫外線從內(nèi)部向外部透過的紫外線透過窗13構(gòu)成。在真空容器11內(nèi)，在紫外線透過窗13的內(nèi)面上配設(shè)半導(dǎo)體多層膜元件20的同時(shí)，在與半導(dǎo)體多層膜元件20相對(duì)的位置上配設(shè)向該半導(dǎo)體多層膜元件20照射電子束的電子束輻射源15，電子束輻射源15以及半導(dǎo)體多層膜元件20經(jīng)由從真空容器11的內(nèi)部引出到外部的導(dǎo)電線(省略圖示)，與設(shè)置在真空容器11的外部上的、用于施加加速電壓的電子加速裝置(省略圖示)電氣連接。作為構(gòu)成真空容器11中的容器基體12的材料，可以使用石英玻璃等的玻璃等。另外，作為構(gòu)成在真空容器11中的紫外線透過窗13的材料可以使用石英玻璃等。真空容器11的內(nèi)部壓力例如是10_，10_6Pa。作為電子束輻射源15可以使用例如將電子引出用的電纜電極接近圓錐形的鑰芯片周圍而配置的結(jié)構(gòu)的圓錐(Spindt)型發(fā)射極等。半導(dǎo)體多層膜元件20由例如藍(lán)寶石組成的襯底21、在該襯底21的一面上形成的例如由AIN組成的緩沖層22、形成在該緩沖層22的一面上的、具有單一量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層25構(gòu)成。該例子中的半導(dǎo)體多層膜元件20在活性層25與電子束輻射源15相對(duì)的狀態(tài)下，將襯底21在紫外線透過窗13內(nèi)面上例如用UV硬化性樹脂粘接固定配置，因而，構(gòu)成為來自電子束輻射源15的電子束從活性層25 —側(cè)照射。襯底21的厚度例如是10 1000 u m,緩沖層22的厚度例如是10(Tl000nm。另外，電子束輻射源15和半導(dǎo)體多層膜元件20中的活性層25的間隔距離例如是5 120mmo圖3是表示在活性層的一個(gè)例中的構(gòu)成的說明用剖面圖。該活性層25是分別用InxAlyGa1^yN (0彡x < 1,0 < y彡l，x+y ( I)組成的單一量子講結(jié)構(gòu)或者多量子講結(jié)構(gòu)，單一或者多量子阱層26和單一或者多阻擋層27在緩沖層22上以該順序交替疊層構(gòu)成。量子阱層26的各自的厚度例如是0. 5 50nm。另外，選擇阻擋層27的組成，使得其禁止帶寬比量子阱層26自身 還大，作為一例，只要使用AIN即可，各自的厚度設(shè)定得比量子阱層26的阱寬度大，具體地說例如是f lOOnm。構(gòu)成活性層25的量子阱層26的周期考慮量子阱層26、阻擋層27以及活性層25全體的厚度，和所使用的電子束的加速電壓等適宜地設(shè)定，但一般是fioo。上述的半導(dǎo)體多層膜元件20例如可以用MOCVD法(有機(jī)金屬氣相成長(zhǎng)法)形成。具體地說，使用由氫氣以及氮?dú)饨M成的運(yùn)載氣體、由三甲基鋁以及氨氣組成的原料氣體，通過在由藍(lán)寶石組成的襯底21的(0001)面上氣相成長(zhǎng)，在形成由具有規(guī)定厚度的AIN組成的緩沖層22后，使用由氫氣以及氮?dú)饨M成的運(yùn)載氣體，和由三甲基鋁、三甲基鎵、三甲基銦以及氨氣組成的原料氣體，通過在緩沖層22上進(jìn)行氣相成長(zhǎng)，形成由具有規(guī)定厚度的InxAlyGa1TyN (0彡x < 1,0 < y彡l，x+y ( I)組成的單一量子講結(jié)構(gòu)或者多量子講結(jié)構(gòu)的活性層25，因此，能夠形成半導(dǎo)體多層膜元件20。在上述的緩沖層22、量子阱層26以及阻擋層27的各形成步驟中，處理溫度、處理壓力以及各層的成長(zhǎng)速度等的條件可以根據(jù)要形成的緩沖層22、量子阱層26以及阻擋層27的組成和厚度等適宜地設(shè)定。另外，半導(dǎo)體多層膜的形成方法并不限于MOCVD法，也可以使用例如MBE法(分子束外延法)等。在這種紫外線照射裝置10中，從電子束照射源15輻射出的電子一邊靠施加在電子束輻射源15和半導(dǎo)體多層膜元件20之間的加速電壓加速，一邊作為電子束照射在半導(dǎo)體多層膜元件20中的活性層25上，由此，紫外線從半導(dǎo)體多層膜元件20經(jīng)由紫外線透過窗13向外部輻射。
而后，在本發(fā)明的紫外線照射裝置10中，在將從電子束輻射源15輻射的電子束的加速電壓設(shè)置為V (kV)，將活性層25的厚度設(shè)置為t (nm)時(shí)，滿足下式(I)。式(I):4. 18XVl50 ≤ t ≤ 10. 6XVl54在電子束的加速電壓和活性層25的厚度的關(guān)系中，當(dāng)活性層25的厚度過小(加速電壓過大)的情況下，因?yàn)殡娮邮囊徊糠滞ㄟ^了活性層25，所以在活性層25上未對(duì)電子空穴對(duì)的生成發(fā)揮作用的電子增加，其結(jié)果，以高效率照射紫外線變得困難。另一方面，當(dāng)活性層25的厚度過大(加速電壓過小)的情況下，在活性層25上照射電子束的表面一側(cè)的層部分上，因?yàn)殡娮邮哪芰縼G失，所以在活性層25中的背面一側(cè)的層部分上不生成電子空穴對(duì)，其結(jié)果，以高效率照射紫外線變得困難。另外，電子束的加速電壓優(yōu)選小于等于20kV，進(jìn)一步優(yōu)選5 13kV。當(dāng)電子束的加速電壓超過20kV的情況下，因?yàn)殡y以從半導(dǎo)體多層膜元件20中發(fā)生X射線，所以需要遮擋X射線，因而，謀求裝置的小型化變得困難，另外，因電子束的能量而發(fā)生半導(dǎo)體多層膜元件20的熱損傷，所以是不理想的。上述式(1)是通過實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出的公式。以下說明為了導(dǎo)出上述公式(1)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)例?！磳?shí)施例1〉[緩沖層的形成]在CVD裝置的處理爐內(nèi)配置由藍(lán)寶石組成的襯底(21)，將爐內(nèi)壓力設(shè)定為IOkPa,將爐內(nèi)溫度設(shè)定為1080°C，在處理爐內(nèi)作為運(yùn)載氣體一邊讓氮?dú)庖约皻錃饬鲃?dòng)，作為原料氣體一邊向處理爐內(nèi)提供三甲基鋁以及氨氣，通過在襯底(21)的(0001)面上進(jìn)行氣相成長(zhǎng)，形成由厚度600nm的AIN單晶組成的緩沖層(22 )。

[活性層的形成]接著，將爐內(nèi)壓力設(shè)定為IOkPa,將爐內(nèi)溫度設(shè)定為1080°C，一邊讓氮?dú)庖约皻錃庾鳛檫\(yùn)載氣體流動(dòng)，一邊將三甲基鋁、三甲基鎵以及氨氣作為原料氣體提供給處理爐內(nèi)，形成由厚度Inm的AIa69Gaa21N組成的量子阱層(26)，其后，向處理爐內(nèi)提供三甲基鋁以及氨氣作為原料氣體，形成由厚度15nm的AIN組成的阻擋層(27)。通過合計(jì)重復(fù)8次形成這種量子阱層(26)以及阻擋層(27)的操作，形成厚度128nm (8周期的量子阱結(jié)構(gòu))的活性層
(25)，以下，形成半導(dǎo)體多層膜元件(20)。[紫外線照射裝置的制造]將由具有鑰芯片的圓錐(Spindt)型發(fā)射極組成的電子束輻射源(15)配置在由外形尺寸是40mmX 25mmX 25mm,在一面上具有7mmX 5mm的開口，壁厚是4mm的玻璃組成的容器基體(12)的底面上。另一方面,在尺寸是7mmX5mmX4mm的板形的石英玻璃組成的紫外線透過窗(13)的一面上配置半導(dǎo)體多層膜元件(20)，使該半導(dǎo)體多層膜元件(20)的襯底
(21)與該紫外線透過窗(13)接觸，使用UV硬化樹脂粘接固定。而后，將紫外線透過窗(13)配置在容器基體(12)的開口上以使半導(dǎo)體多層膜元件(20)與電子束輻射源(15)相對(duì)，通過排氣使得內(nèi)部的壓力變?yōu)镮 X 10_6Pa，并將紫外線透過窗(13)密封在容器基體(12)上，由此構(gòu)成真空容器(11)，以下制造紫外線照射裝置。在此，電子束輻射源(15)和半導(dǎo)體多層膜元件(20)中的活性層(25)的間隔距離是 30mm。
另外，在活性層的形成步驟中，除了分別進(jìn)行形成量子阱層(26)以及阻擋層(27)的操作I次、6次、10次以及15次外，和上述一樣制造具備具有厚度分別是16nm(量子阱層的周期是l)、96nm (量子阱層的周期是6)、160nm (量子阱層的周期是10)，以及240nm (量子阱層的周期是15)的活性層(25)的半導(dǎo)體多層膜元件(20)的紫外線照射裝置。以下，設(shè)活性層(25)的厚度是16nm的紫外線照射裝置為“紫外線照射裝置A”、活性層(25)的厚度是96nm的紫外線照射裝置為“紫外線照射裝置B”、活性層(25)的厚度是128nm的紫外線照射裝置為“紫外線照射裝置C”、活性層(25)的厚度是160nm的紫外線照射裝置為“紫外線照射裝置D”、活性層(25)的厚度是240nm的紫外線照射裝置為“紫外線照射裝置E ”。而后，讓紫外線照射裝置k 紫外線照射裝置E動(dòng)作的結(jié)果，確認(rèn)了都照射具有240nm峰值波長(zhǎng)的紫外線。[試驗(yàn)]對(duì)于紫外線照射裝置k 紫外線照射裝置E，用對(duì)紫外線區(qū)域的光具有靈敏度的光電二極管測(cè)定在(T20kv范圍中分段改變電子束的加速電壓使其動(dòng)作并發(fā)射的紫外線的輸出，求發(fā)光效率。在此，本發(fā)明中的發(fā)光效率用針對(duì)入射到半導(dǎo)體多層膜元件中的電子束功率的、用光電二極管測(cè)定的射出光功率的比來求出。圖4是表示涉及紫外線照射裝置C的電子束的加速電壓和發(fā)光效率的關(guān)系的發(fā)光效率曲線圖。在該圖4中，橫軸表示電子束的加速電壓(kV)，縱軸表示發(fā)光效率(％)。根據(jù)該圖4的結(jié)果可以理解如 下情況。在紫外線照射裝置C中，在電子束的加速電壓從OkV變到約5kV期間，隨著電子束的加速電壓上升發(fā)光效率緩慢增加，在電子束的加速電壓從約5kV變到8kV為止的期間，隨著電子束的加速電壓上升發(fā)光效率急劇增加，即發(fā)光效率的增加率加大。而后，在電子束的加速電壓是約8kV時(shí)發(fā)光效率達(dá)到峰值，在電子束的加速電壓從約8kV變到約IOkV為止的期間，隨著電子束的加速電壓的上升發(fā)光效率減少，在電子束的加速電壓約大于等于IOkV時(shí)，隨著電子束的加速電壓的上升發(fā)光效率緩慢減少，即發(fā)光效率的下降率與從約8kV到IOkV相比降低。這樣，在紫外線照射裝置C中的發(fā)送光效率曲線上，存在在使電子束的加速電壓上升時(shí)，發(fā)光效率上升率增高的點(diǎn)P1以及發(fā)光效率的降低率降低的點(diǎn)P2。圖5是表示涉及紫外線照射裝置k 紫外線照射裝置E的電子束的加速電壓和發(fā)光效率的關(guān)系的發(fā)光效率曲線圖。在該圖5中，橫軸表示電子束的加速電壓(kV)，縱軸表示將發(fā)光效率的峰值設(shè)置為I的發(fā)光效率的相對(duì)值，曲線a是涉及紫外線照射裝置A的發(fā)光效率曲線，曲線b是涉及紫外線照射裝置B的發(fā)光效率曲線，曲線c是涉及紫外線照射裝置C的發(fā)光效率曲線，曲線d是涉及紫外線照射裝置D的發(fā)光效率曲線，曲線e是涉及紫外線照射裝置E的發(fā)光效率曲線。從圖5的結(jié)果中可以理解為在紫外線照射裝置f紫外線照射裝置E的任何一個(gè)中，都是在表示各自的發(fā)光效率曲線的曲線a 曲線e上，存在在使電子束的加速電壓上升時(shí)，發(fā)光效率上升率增高的點(diǎn)P1以及發(fā)光效率降低率降低的點(diǎn)P2。即，隨著電子束的加速電壓上升發(fā)光效率緩慢增加，在超過點(diǎn)P1時(shí)，隨著加速電壓上升發(fā)光效率急劇增加達(dá)到峰值，在超過峰值時(shí)，隨著電子束的加速電壓上升發(fā)光效率減少，在超過點(diǎn)P2時(shí)，隨著電子束的加速電壓上升發(fā)光效率緩慢減少。另外，在曲線a 曲線e的各自中，點(diǎn)P1是切線的斜率變成0. 15 (kV—1)的點(diǎn)，點(diǎn)P2是切線的斜率變成-0.1 (kV—1)的點(diǎn)。并且，一般認(rèn)為在曲線a 曲線e中從涉及各點(diǎn)P1的加速電壓的值到涉及各點(diǎn)P2的加速電壓的值為止是在該紫外線照射裝置中以高的效率輻射紫外線而得到的加速電壓的范圍。圖6是表示涉及 圖5所示的曲線a 曲線e中的點(diǎn)P1以及P2的電子束的加速電壓與活性層的厚度的關(guān)系的曲線圖。在圖6中，橫軸表示電子束的加速電壓(kV)，縱軸表示活性層的厚度(nm)，曲線pi是通過涉及點(diǎn)P1的標(biāo)繪點(diǎn)的近似曲線，曲線p2是通過涉及點(diǎn)己的標(biāo)繪點(diǎn)的近似曲線。而后，在將電子束的加速電壓設(shè)置為V，將活性層的厚度設(shè)置為t，解析涉及曲線pi的函數(shù)t=h (V)的結(jié)果，t=10.6XV154，另一方面，解析涉及曲線p2的函數(shù)t=F2 (V)的結(jié)果，t=4. 18XV15°，因而，可以理解為如果t (活性層的厚度)大于等于4. 18 X V1.50，并且小于等于10. 6 X Vl 54，即滿足4. 18 X V1.50彡10. 6 X V1.54，則可以以高效率輻射紫外線。這樣通過實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出上述式(I)。〈實(shí)施例2〉在實(shí)施例1的活性層的形成步驟中，通過改變爐內(nèi)溫度、三甲基鋁的流量以及三甲基鎵的流量，在形成由厚度Inm的AlaitlGaa9tlN組成的量子阱層(26)，形成厚度128nm(量子阱層的周期是8)的活性層(25)之外制造了和紫外線照射裝置C構(gòu)成相同的紫外線照射裝置。以下，設(shè)該紫外線照射裝置是“紫外線照射裝置F”。另外，在實(shí)施例1的活性層的形成步驟中，通過改變爐內(nèi)溫度、三甲基鋁的流量以及三甲基鎵的流量，在形成由厚度Inm的Al。. 90Ga0.10N組成的量子阱層(26 )，形成厚度128nm(量子阱層的周期是8)的活性層(25)之外制造了和紫外線照射裝置C構(gòu)成相同的紫外線照射裝置。以下，設(shè)該紫外線照射裝置是“紫外線照射裝置G”。使紫外線照射裝置F動(dòng)作的結(jié)果，確認(rèn)了照射具有370nm峰值波長(zhǎng)的紫外線，使紫外線照射裝置G動(dòng)作的結(jié)果，確認(rèn)了照射具有215nm峰值波長(zhǎng)的紫外線。對(duì)于紫外線照射裝置F以及紫外線照射裝置G，用對(duì)紫外線區(qū)域的光具有靈敏度的光電二極管測(cè)定在OlOkV的范圍內(nèi)分階段改變電子束的加速電壓使其動(dòng)作并輻射的紫外線的輸出，求發(fā)光效率。圖7是表示涉及紫外線照射裝置C、紫外線照射裝置F以及紫外線照射裝置G的電子束的加速電壓和發(fā)光效率的關(guān)系的發(fā)光效率曲線圖。在該圖7中，橫軸表示電子束的加速電壓(kV)，縱軸表示將電子束的加速電壓是8kB時(shí)的發(fā)光效率的值設(shè)置為I的發(fā)光效率的相對(duì)值，曲線c是涉及紫外線照射裝置C的發(fā)光效率曲線，曲線f是涉及紫外線照射裝置F的發(fā)光效率曲線，曲線g是涉及紫外線照射裝置G的發(fā)光效率曲線。從圖7的結(jié)果理解為在和紫外線照射裝置C的量子阱層(26)的組成不同的紫外線照射裝置F以及紫外線照射裝置G的某個(gè)中，都能夠得到和紫外線照射裝置C 一樣的發(fā)光效率曲線，因而，可以理解為不管量子阱層(26)的組成如何，通過滿足上述式(I)就能夠得到高的發(fā)光效率。如上所述，如果采用本發(fā)明的紫外線照射裝置，因?yàn)榘雽?dǎo)體多層膜元件20中的活性層25的厚度在和電子束的加速電壓的關(guān)系中處于特定的范圍，所以能夠高效率地輻射紫外線，而且，因?yàn)榧词闺娮邮募铀匐妷旱鸵材軌虻玫礁咝?，所以能夠謀求裝置的小型化。在本發(fā)明的紫外線照射裝置中，可以在真空容器內(nèi)配設(shè)多個(gè)半導(dǎo)體多層膜元件，在這種構(gòu)成中，也可以是多個(gè)半導(dǎo)體多層膜元件是相互發(fā)光波長(zhǎng)不同元件。例如，在圖1所示構(gòu)成的紫外線照射裝置中，配置成排列發(fā)光波長(zhǎng)是250nm的半導(dǎo)體多層膜元件以及發(fā)光波長(zhǎng)是310nm的半導(dǎo)體多層膜元件的2個(gè)半導(dǎo)體多層膜元件，得到通過從共用的電子束 輻射源向各半導(dǎo)體多層膜元件的活性層照射電子束，照射具有波長(zhǎng)250nm以及波長(zhǎng)310nm的2個(gè)峰值波長(zhǎng)的紫外線的紫外線照射裝置。另外，如圖8 (A)以及(B)所示，配置成縱橫排列發(fā)光波長(zhǎng)相互不同的例如24個(gè)半導(dǎo)體多層膜元件20，得到通過從共用的電子束輻射源15向全部的半導(dǎo)體多層膜元件20照射電子束，照射具有多個(gè)峰值波長(zhǎng)(M、入2、X3、…)的紫外線的紫外線照射裝置10。
權(quán)利要求
1.一種紫外線照射裝置，其特征在于在以負(fù)壓狀態(tài)密封內(nèi)部的、具有紫外線透過窗的容器內(nèi)，具備半導(dǎo)體多層膜元件以及向該半導(dǎo)體多層膜元件照射電子束的電子束輻射源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于 上述半導(dǎo)體多層膜元件具備由InxAlyGa1^N組成的單一量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層，其中，O i≤x<l,0<yi≤l, x+y ≤ I, 通過來自上述電子束輻射源的電子束照射在上述半導(dǎo)體多層膜元件中的活性層，紫外線從該半導(dǎo)體多層膜元件經(jīng)由上述紫外線透過窗向外部輻射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于在設(shè)上述電子束的加速電壓為V，上述活性層的厚度為t時(shí)，滿足下式(I): ·4.18XV1·50 ≤ t ≤ 10. 6XV154 ......式(I) 其中， V的單位為kV， t的單位為nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外線照射裝置，其特征在于上述電子束的加速電壓小于等于20kV。
全文摘要
提供一種能夠以小型、高效率發(fā)射紫外線的紫外線照射裝置。該紫外線照射裝置具備在以負(fù)壓狀態(tài)密封內(nèi)部的、具有紫外線透過窗的容器內(nèi)，具備半導(dǎo)體多層膜元件以及向該半導(dǎo)體多層膜照射電子束的電子束輻射源。另外，半導(dǎo)體多層膜元件具備由InxAlyGal-x-yN(0≤x＜1，0＜y≤1，x+y≤1)組成的單一量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層，通過來自上述電子束輻射源的電子束照射在上述半導(dǎo)體多層膜元件上的活性層上，紫外線從該半導(dǎo)體多層膜元件經(jīng)由上述紫外線透過窗向外部輻射。另外，在假設(shè)電子束的加速電壓為V(kV)，上述活性層的厚度為t(nm)時(shí)，滿足下式(1)。式(1)4.18×V1.50≤t≤10.6×V1.54。
文檔編號(hào)H01J63/06GK103053007SQ20118002727
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者川上養(yǎng)一, 船戶充, 大音隆男, R·G·伯納爾, 山口真典, 片岡研, 羽田博成 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人京都大學(xué), 優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社