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Forschungsprojekt arbeitet an LED-Ersatz für herkömmliche UV-Lichtquellen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

In einem Forschungsprojekt arbeitet Osram Opto Semiconductors zusammen mit Partnern an der Entwicklung einer UV-Lichtquelle. Sie soll nicht nur mehr Leistung bieten, sondern auch massentauglich sein.

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Eine in Flip-Chip-Geometrie montierte UV-LED auf AlN-Submount. Im Rahmen eines Forschungsprojekts arbeiten fünf Partner an einer leistungsstärkeren und massentauglichen UV-LED.
Eine in Flip-Chip-Geometrie montierte UV-LED auf AlN-Submount. Im Rahmen eines Forschungsprojekts arbeiten fünf Partner an einer leistungsstärkeren und massentauglichen UV-LED.
(Bild: FBH / schurian.com)

Hochleistungsfähige UV-LEDs für UVB und UVC, die für Produktion, Entkeimung, Umwelt oder der Medizin eingesetzt werden können, entwickelt Osram Opto Semiconductors zusammen mit vier Partnern in einem vom Bund geförderten Projekt. Als Basis dient das Materialsystems Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN).

Die Entwicklung der Hochleistungs-LED findet entlang der gesamten Technologiekette der Leuchtdiodenfertigung statt. „Von der Herstellung strukturierter Saphirsubstrate, über Epitaxie und Chipprozessierung bis hin zum Packaging und der Analytik sind die Aufgabenschwerpunkte nach den jeweiligen Stärken zwischen den Projektpartnern verteilt worden“, erklärt Dr. Hans-Jürgen Lugauer, Leiter UV-Entwicklung bei Osram Opto Semiconductors.

Partner teilen sich die Arbeit

Die optischen Leistungen der UV-LEDs sollen bei einer Leistung >120 mW bei 300 ± 10 nm, bei 140 mW bei 280 ± 10 nm und bei 80 mW bei 260 ± 10 nm liegen. Zusätzlich arbeitet die Forschungsgruppe daran, das Alterungsverhalten der Leuchtdioden deutlich zu verbessern, damit sie länger und wirtschaftlicher betrieben werden können.

Um eine schnelle und ressourceneffiziente Entwicklung zu ermöglichen, teilen die Partner ihre Arbeit in verschiedene Wellenlängenbereiche auf. Osram Opto Semiconductors übernimmt, neben der Gesamtkoordination des Projektes, den Wellenlängenbereich von 270 bis 290 nm. Das Ferdinand-Braun-Institut deckt in der Epitaxie die angrenzenden Wellenlängen im UVB-Bereich zwischen 290 und 310 nm ab und prozessiert die epitaxierten Wafer zu UV-Chips.

Die Technische Universität Berlin fokussiert sich in ihrer Arbeit auf den Wellenlängenbereich von 250 bis 270 nm und bringt ihr Wissen aus der Materialanalytik für AIGaN-Materialien und AIGaN-LED in das Projekt ein. Zusätzlich verfügt die TU Berlin über umfangreiches Spezial-Equipment für UV-Analytik.

LayTec entwickelt für spezielle UV-Prozesse maßgeschneiderte Messtechniken, um Epitaxie- und Plasmaätzanlagen zu steuern. Das FBH-Spin-off UVphotonics NT ist die Schnittstelle zu den Anwendern: Hier wird das Chipdesign optimiert und man ist zuständig für hohe Ströme und effiziente Kühlung. Zusätzlich kümmert sich das Unternehmen um die statistische Erfassung und Auswertung von Prozessdaten aus der gesamten Fertigungskette und stellt diese den Projektpartnern für eine Optimierung des Fertigungsprozesses zur Verfügung. Die wichtigen Themen Alterungsuntersuchung und Aufbautechnologie werden von FBH, TUB und UVphotonics in weiteren Projekten im Rahmen des Konsortiums bearbeitet.

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