Stories|Steigerung der Effizienz und Zuverlässigkeit von UV-LEDs für industrielle Anwendungen
Steigerung der Effizienz und Zuverlässigkeit von UV-LEDs für industrielle Anwendungen
Neue Materialien und -analyse
Kontakttechnik in III-V-Nitriden für UV-Lichtstrahler: Verbesserung von Effizienz und Zuverlässigkeit
Das Projekt des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), das in Zusammenarbeit mit der ALLOS Semiconductors GmbH durchgeführt und im Jahr 2023 mit einem Budget von 80.000 Euro unterstützt wird, zielt darauf ab, die Effizienz und Lebensdauer von UV-Leuchtdioden (UV-LEDs) durch fortschrittliches Contact Engineering zu revolutionieren. Durch den Einsatz von thermischen Nicht-Gleichgewichts-Verarbeitungsmethoden, einschließlich Blitzlampen-Tempern und selektiver Flächendotierung, sollen die externe Quanteneffizienz und die Ladungsträgerinjektion von III-V-Nitrid-basierten LEDs verbessert werden.
Wichtigste Errungenschaften
Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf Postwachstum-Glühtechniken und lokalen Dotierungsstrategien, die Punktdefekte erheblich reduzieren und die Effizienz der Ladungsträgerinjektion verbessern. Zu den Höhepunkten des Projekts gehören:
- Nachweis einer um 25 % höheren LED-Effizienz und eines geringeren Kontaktwiderstands.
- Verbesserte Bauteilstabilität durch den Einsatz von Blitzlampenglühung im ms-Bereich zur Beseitigung von Punktdefekten.
- Entwicklung skalierbarer Prozesse für verbesserte Diodenzuverlässigkeit und externe Quanteneffizienz.
- Proof-of-Concept bei TRL 3-4 erreicht, auf dem Weg zu TRL 4-5 mit Plänen für weitere industrielle Zusammenarbeit.
Brückenschlag zwischen Wissenschaft und Industrie
Die derzeitige Produktion von UV-LEDs beruht weitgehend auf dem MOCVD-Verfahren. Im Rahmen dieses Projekts wird die Ionenimplantation in Kombination mit dem Subsekunden-Tempern als innovative Lösung für die Kontakttechnik eingeführt, die mehrere Vorteile bietet:
- Geringere Schottky-Barriere-Höhe (SBH) an Metall-Halbleiter-Grenzflächen für bessere p- und n-Typ-Kontaktleistung.
- Lokale Dotierungsstrategien, die Punktdefekte reduzieren und gleichzeitig den optisch aktiven Bereich erhalten.
- Verwendung von Schwefel und Selen für die n-Typ-Dotierung, wodurch die bei der herkömmlichen Siliziumdotierung auftretenden Probleme der Selbstkompensation vermieden werden.
Diese Innovationen entsprechen den Anforderungen der Industrie und bieten einen soliden Weg zur Kommerzialisierung, insbesondere in Bereichen wie Sterilisation, aktive Luftreinigung und Innenbeleuchtung. Die ALLOS Semiconductors GmbH hat großes Interesse an einer Zusammenarbeit zur Erweiterung dieser Technologie für breitere Anwendungen bekundet.
Zukunftsaussichten
Bei weiterer Entwicklung ist diese Technologie vielversprechend für eine kommerzielle Nutzung. Während der Konzeptnachweis erbracht ist, sind für die Ausweitung des Verfahrens auf größere Wafer für die Massenproduktion zusätzliche Zeit und eine industrielle Partnerschaft erforderlich. Die potenziellen Anwendungen des Projekts reichen von der UV-Tiefensterilisation bis zu aktiven Luftreinigungslösungen und stellen einen bedeutenden Fortschritt in der nachhaltigen Beleuchtungstechnologie dar.
Sind Sie an einer Zusammenarbeit bei UV-Lichtstrahlern interessiert? Kontaktieren Sie uns bitte unter Info@Hi-Acts.de.