11 جولای 2022- توسط پترا ایمرز، فردیناند-براون-انستیتو- آرایه پیکسلی شب تاب UV از میکرو LED با قطر پیکسل 1.5 میکرومتر و گام 2 میکرومتر به شکل آرم FBH قطر 158 میکرومتر در زیر میکروسکوپ. اعتبار FBH
محققان موسسه فردیناند-براون (FBH) در برلین با موفقیت اولین نمونه های اولیه میکرو ال ای دی را که در محدوده طیفی فرابنفش (UVB) ساطع می کنند، تولید کردند. میکرو LED ها با طول موج 310 نانومتری (nm) دارای اندازه کوچکی از ناحیه نشر با قطرهای کمتر از 1.5 میکرومتر (μm) هستند. این صدها تا هزاران بار کوچکتر از LED های UV معمولی است. میکرو ال‌ای‌دی‌ها را می‌توان با گام‌هایی تا 2 میکرومتر بسته‌بندی کرد تا یک آرایه دوبعدی روی یک تراشه تشکیل دهند که در نتیجه مناطقی با وضوح بالا UVB منتشر می‌کنند.
میکرو ال‌ای‌دی‌های UV که به‌عنوان ساطع‌کننده منفرد یا چیده‌شده به‌عنوان یک آرایه با چگالی بالا استفاده می‌شوند، می‌توانند در طیف وسیعی از کاربردها استفاده شوند. این شامل فناوری سنجش، پخت پلیمرها و رزین ها، تولید تراشه های نیمه هادی و ارتباطات نوری است. در تراشه های فعلی FBH، همه میکرو LED های UV یک آرایه به طور همزمان کار می کنند. در مرحله بعدی، پیکسل های LED باید به صورت جداگانه از طریق یک تراشه کنترل آدرس دهی شوند. این به آنها اجازه می‌دهد تا الگوهای روشنایی فردی را تولید و به سرعت تعدیل کنند، برای مثال، فوتولیتوگرافی بدون ماسک را ممکن می‌سازد. بنابراین ساختارهای مجزا را می توان بر روی ویفرهای نیمه هادی به راحتی، سریع و مقرون به صرفه ایجاد کرد.
قابلیت الگوهای تابش UV با وضوح بالا همچنین کاربردهای جدیدی را در زمینه نمونه سازی سریع و تجزیه و تحلیل فلورسانس باز می کند. به موازات آن، دانشمندان FBH در حال انتقال این فناوری به LED های UVC، از جمله LED های UVC دور با طول موج های انتشار بسیار کوتاه در حدود 230 نانومتر هستند. اکنون FBH به دنبال شرکایی است که قصد دارند از میکرو LED های UV در برنامه های خود استفاده کنند تا به طور مشترک این فناوری را پیش ببرند و از پتانسیل دستگاه ها به طور کامل استفاده کنند.
ساختارهای لایه نیمه هادی که در محدوده طیفی فرابنفش ساطع می شوند با استفاده از اپیتاکسی فاز بخار آلی فلزی رسوب کرده و سپس با استفاده از فرآیندهای لیتوگرافی، اچ پلاسما و روش های رسوب گذاری الگوبرداری شدند. ساخت میکرو ال ای دی های UV با قطرهای کوچک در محدوده بین 1.5 تا 50 میکرومتر و با گام بین 2 تا 60 میکرومتر به دقت تراز بالا، دقت ساخت و کمال مواد نیاز دارد.
این تنها با استفاده از پیشرفته ترین فرآیندهای لیتوگرافی که به طور ویژه برای این برنامه طراحی شده اند قابل انجام است. تراز دقیق لایه های فرآیند مختلف با یکدیگر (کنترل همپوشانی) با دقت بهتر از 20 نانومتر بر روی ویفر LED 2 اینچی مورد نیاز بود. به دلیل ابعاد کوچک میکرو LED های UV ساخته شده – مانند قطر، شکل، و زاویه شیب ساختارهای اچ شده – خواص آنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی کنترل شد.
