UV-Leuchtdioden (UV-LEDs)

Wir entwickeln (In)AlGaN-basierte Leuchtdioden (LEDs) mit einer Emission im ultravioletten (UV) Spektralbereich. Die Forschungsarbeiten finden in enger Kooperation mit der TU Berlin im Rahmen des Joint Lab GaN Optoelectronics statt. Unsere Aktivitäten umfassen die Simulation der Bauelemente, Design, Epitaxie von (InAlGa)N-Heterostrukturen, die Fabrikation der Bauelementechips sowie deren Montage und Charakterisierung.

Die Vorteile unserer UV-LEDs auf einen Blick

Emissionswellenlänge durch Anpassen der Heterostruktur auf die jeweilige Anwendung einstellbar
klein, kompakt und robust
bei niedrigen Spannungen betreibbar (mobile Anwendungen)
lassen sich schnell schalten
enthalten keine toxischen Substanzen

Dank dieser Eigenschaften sind UV-LEDs schon jetzt konventionellen UV-Strahlern wie Quecksilber-basierten Gasentladungslampen in vielerlei Hinsicht überlegen. Mit fortschreitender Technologie werden die Vorteile der UV-LEDs weiter zunehmen.

Ein prozessierter Wafer mit UV-LEDs ist zu sehen, der mit einer Pinzette gehalten wird.

Hier ist eine Messung einer UVB-LED auf dem Wafer zu sehen, die LED leuchtet dabei.

Unsere Wellenlängenbereiche

Aktueller Forschungsschwerpunkt:

300-320 nm für die Oberflächenpolymerisation, Fototherapie und Pflanzenbeleuchtung, typ. Lichtleistung 25 mW (350 mA)
230-235 nm für die hautverträgliche UV-Antiseptik, typ. Lichtleistung 6 mW (200 mA)
225-230 nm für die Gassensorik, typ. Lichtleistung 0.25 mW (200 mA)

In der Vergangenheit bearbeitete Wellenlängenbereiche:

260-280 nm für die Wasser-, Luft- und Oberflächendesinfektion, typ. Lichtleistung 18 mW (350 mA)
250-260 nm für die Spektroskopie, typ. Lichtleistung 9 mW (350 mA)

Unsere besten UV-LEDs erreichen eine bis zu doppelt so hohe Lichtleistung wie oben angegeben. Zusammen mit dem hauseigenen EntwicklungsZentrum verbauen wir unsere UV-LEDs zu Strahlermodulen und kompletten Bestrahlungssystemen. Diese testen wir mit Partnern in praktischen Anwendungen wie etwa der Pflanzenbeleuchtung oder der Wund- und Hautdesinfektion.

Gesamte Herstellungskette im eigenen Haus

Simulation der LED-Heterostruktur
epitaktische Abscheidung der (InAlGa)N-Heterostrukturen an verschiedenen MOVPE-Anlagen
Chiptechnologie in der Prozesslinie des FBH-Reinraums (u. a. monolithisch integrierte Gold-Mikro-Studbumps für die spätere Flip-Chip-Montage über Thermokompression)
Aufbau der LED-Chips in SMD-Gehäuse aus AlN-Keramik oder kristallinem Silizium, die mit Linsendeckeln verschlossen werden können
Charakterisierung (u. a. Messung der Leistung-Strom-Spannung-Kennlinien sowie deren Spektren on-wafer oder am montierten Chip, detaillierte Alterungsuntersuchungen zur Analyse möglicher Degradationsmechanismen)

Die volle Wertschöpfungskette bei UV-LEDs – ein Blick in die Labore und Fertigungsschritte am FBH