UV LED最终将替代含有有毒物质汞的传统 UV 光源

自2017年2月开始，共有五家研究机构和公司参与“UV Power”研究项目，该合作项目由德国联邦教育和研究部(BMBF)资助。这些合作伙伴们的目标是提供具有广泛用途的高功率UV LED。这些LED最终将替代含有有毒物质汞的传统 UV 光源，广泛用于生产、消毒、环境、生命科学和医药领域。UV LED极有可能开启全新的应用领域。

▲安装在 AIN 子装配上的具有倒装芯片几何形状的 UV-LED

作为“Advanced UV for Life”项目的一部分，由研究机构和公司组成的协会得到联邦“Zwanzig20”计划的资助。欧司朗光电半导体目前正与四家合作伙伴合作开发面向大众市场的高功率 UV LED 产品：四家合作伙伴为Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH)、Technical University of Berlin、LayTec AG 和UVphototonics NT GmbH。LED(样见) 和基于氮化铝镓 (AlGaN) 材料体系的 UVB 和 UVC 光谱高功率 LED 制造技术计划于 2020 年面世。

因此合作伙伴们都将各自的科学专业技术倾入项目中，同时配备了高度专业化的技术设备和分析方法。在 LED 生产的整条技术链上，高功率 LED 的研发正在如火如荼地进行。“我们根据合作伙伴的优势为其分配不同任务——从生产结构化的蓝宝石基板、外延和芯片加工到封装和分析各环节。”欧司朗光电半导体德国总部 UV 研发部主管 Hans-Jürgen Lugauer 博士指出，“我们在国际市场的地位和在工业制造方面的技术提升了协会的影响力。”

为加快研发并高效利用各类资源，合作伙伴们根据不同的波长范围分配研究工作。除负责协调整个项目外，欧司朗光电半导体还负责 270 至 290 nm 波长范围的工作。在外延方面，Ferdinand-Braun-Institut 负责 290 nm 至 310 nm 之间的 UVB 的相邻波长，同时还负责将外延晶圆融入 UV 芯片的加工。Technical University of Berlin 重点攻关 250 nm 至 270 nm 的波长范围，并利用自身技术专长进行 AIGaN 材料和 AIGaN LED 的材料分析。TU Berlin 还拥有进行 UV 分析的多种专业设备。LayTec AG 负责研发控制外延和等离子蚀刻系统的定制技术。FBH spin-off UVphotonics NT GmbH 则面向用户。该公司负责优化芯片设计，以实现高电流和高效冷却。公司同时还负责采集统计数据、分析整个生产链的加工数据，并为项目合作伙伴提供这些数据用于优化生产过程。FBH、TUB 和 UVphotonics 还将通过其他项目深入研究组装技术和老化影响等重要课题。

新版 LED 的光输出在 300 ± 10nm、280 ± 10nm 和 260 ± 10nm 三个波长范围下分别有望超过120mW、140mW和80mW。同时研究团队也在大力改善 LED 的老化行为，从而使 LED 能够更加持久、经济地运行。