UV LED最終將替代含有有毒物質汞的傳統(tǒng) UV 光源

自2017年2月開始，共有五家研究機構和公司參與“UV Power”研究項目，該合作項目由德國聯(lián)邦教育和研究部(BMBF)資助。這些合作伙伴們的目標是提供具有廣泛用途的高功率UV LED。這些LED最終將替代含有有毒物質汞的傳統(tǒng) UV 光源，廣泛用于生產(chǎn)、消毒、環(huán)境、生命科學和醫(yī)藥領域。UV LED極有可能開啟全新的應用領域。

▲安裝在 AIN 子裝配上的具有倒裝芯片幾何形狀的 UV-LED

作為“Advanced UV for Life”項目的一部分，由研究機構和公司組成的協(xié)會得到聯(lián)邦“Zwanzig20”計劃的資助。歐司朗光電半導體目前正與四家合作伙伴合作開發(fā)面向大眾市場的高功率 UV LED 產(chǎn)品：四家合作伙伴為Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für H?chstfrequenztechnik (FBH)、Technical University of Berlin、LayTec AG 和UVphototonics NT GmbH。LED(樣見) 和基于氮化鋁鎵 (AlGaN) 材料體系的 UVB 和 UVC 光譜高功率 LED 制造技術計劃于 2020 年面世。

因此合作伙伴們都將各自的科學專業(yè)技術傾入項目中，同時配備了高度專業(yè)化的技術設備和分析方法。在 LED 生產(chǎn)的整條技術鏈上，高功率 LED 的研發(fā)正在如火如荼地進行。“我們根據(jù)合作伙伴的優(yōu)勢為其分配不同任務——從生產(chǎn)結構化的藍寶石基板、外延和芯片加工到封裝和分析各環(huán)節(jié)。”歐司朗光電半導體德國總部 UV 研發(fā)部主管 Hans-Jürgen Lugauer 博士指出，“我們在國際市場的地位和在工業(yè)制造方面的技術提升了協(xié)會的影響力?！?/p>

為加快研發(fā)并高效利用各類資源，合作伙伴們根據(jù)不同的波長范圍分配研究工作。除負責協(xié)調整個項目外，歐司朗光電半導體還負責 270 至 290 nm 波長范圍的工作。在外延方面，F(xiàn)erdinand-Braun-Institut 負責 290 nm 至 310 nm 之間的 UVB 的相鄰波長，同時還負責將外延晶圓融入 UV 芯片的加工。Technical University of Berlin 重點攻關 250 nm 至 270 nm 的波長范圍，并利用自身技術專長進行 AIGaN 材料和 AIGaN LED 的材料分析。TU Berlin 還擁有進行 UV 分析的多種專業(yè)設備。LayTec AG 負責研發(fā)控制外延和等離子蝕刻系統(tǒng)的定制技術。FBH spin-off UVphotonics NT GmbH 則面向用戶。該公司負責優(yōu)化芯片設計，以實現(xiàn)高電流和高效冷卻。公司同時還負責采集統(tǒng)計數(shù)據(jù)、分析整個生產(chǎn)鏈的加工數(shù)據(jù)，并為項目合作伙伴提供這些數(shù)據(jù)用于優(yōu)化生產(chǎn)過程。FBH、TUB 和 UVphotonics 還將通過其他項目深入研究組裝技術和老化影響等重要課題。

新版 LED 的光輸出在 300 ± 10nm、280 ± 10nm 和 260 ± 10nm 三個波長范圍下分別有望超過120mW、140mW和80mW。同時研究團隊也在大力改善 LED 的老化行為，從而使 LED 能夠更加持久、經(jīng)濟地運行。