Исследователи из Института Фердинанда-Брауна (FBH) в Берлине успешно создали первые прототипы микросветодиодов, излучающих в ультрафиолетовом спектральном диапазоне (UVB). 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. Микросветодиоды могут быть плотно упакованы с шагом до 2 мкм, чтобы сформировать двумерную матрицу на чипе, что приводит к областям излучения UVB с высоким разрешением.
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. 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. Теперь FBH ищет партнеров, которые намереваются использовать УФ-микросветодиоды в своих приложениях, стремясь совместно продвигать технологию и полностью использовать потенциал устройств.
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 материалов.
Этого можно было достичь только с помощью современных литографических процессов, специально разработанных для этого приложения. Требовалось точное выравнивание различных технологических слоев относительно друг друга (управление наложением) с точностью лучше 20 нм на 2-дюймовой светодиодной пластине. Из-за небольших размеров изготовленных УФ-микросветодиодов, таких как диаметр, форма, угол наклона травленых структур — их свойства контролировались с помощью электронной микроскопии.
