Исследователи из Института Фердинанда Брауна (FBH) в Берлине успешно создали первые работоспособные прототипы микросветодиодов, излучающих в ультрафиолетовом спектральном диапазоне (UVB). Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Микросветодиоды с длиной волны излучения 310 нанометров (нм) отличаются небольшим размером излучающей области с диаметром до 1,5 микрометров (мкм). Это в сотни и тысячи раз меньше, чем у обычных УФ-светодиодов. Такие микросветодиоды могут быть плотно упакованы на чипе (с шагом до 2 мкм), чтобы сформировать двумерную матрицу, генерирующую области излучения UVB с высоким разрешением.
Слоистые полупроводниковые структуры, излучающие в ультрафиолетовой области спектра, наносились методом газофазной эпитаксии металлоорганических соединений, а затем моделировались с использованием литографических процессов, плазменного травления и методов осаждения.
Изготовление УФ-микросветодиодов малого диаметра в диапазоне от 1,5 до 50 мкм и с шагом от 2 до 60 мкм требовало высокой точности выравнивания, точности изготовления и совершенства материала. Этого можно было достичь только с помощью современных литографических процессов, специально разработанных для этого приложения.
Требовалось точное выравнивание различных технологических слоев относительно друг друга (контроль наложения) с точностью лучше 20 нм на 2-дюймовой светодиодной пластине. Из-за небольших размеров изготовленных УФ-микросветодиодов их параметры, такие как диаметр, форма, угол наклона травленых структур, контролировались с помощью электронной микроскопии.
УФ-микросветодиоды, используемые либо в виде одного излучателя, либо в виде массива высокой плотности, могут использоваться в широком диапазоне приложений. Сюда входят сенсорные технологии, отверждение полимеров и смол, производство полупроводниковых чипов и оптическая связь.
На данный момент FBH ищет партнеров, которые намереваются использовать УФ-микросветодиоды в своих приложениях, стремясь совместно продвигать технологию и полностью использовать потенциал устройств.
В текущих микросхемах FBH все УФ-микросветодиоды матрицы работают одновременно. На следующем этапе светодиодные пиксели должны быть индивидуально адресованы через управляющую микросхему. Это позволит им генерировать и быстро модулировать индивидуальные схемы освещения, например, делая возможной фотолитографию без масок. Таким образом, отдельные структуры можно создавать на полупроводниковых пластинах легко, быстро и экономично.
Возможность получения диаграмм УФ-облучения с высоким разрешением также открывает новые области применения в области быстрого прототипирования и флуоресцентного анализа. Параллельно ученые FBH уже переносят эту технологию на светодиоды UVC, в том числе светодиоды дальнего UVC с чрезвычайно короткой длиной волны излучения около 230 нм.