Micro-LEDs UV pour la détection, la production et la communication
Les minuscules diodes électroluminescentes peuvent être emballées de manière dense pour former des réseaux à haute résolution
Les chercheurs du Ferdinand-Braun-Institut (FBH) de Berlin ont réussi à produire les premiers prototypes de micro-diodes électroluminescentes qui émettent dans la gamme spectrale ultraviolette (UVB). Les micro-LED d'une longueur d'onde d'émission de 310 nanomètres (nm) se caractérisent par la petite taille de leur zone d'émission, dont le diamètre ne dépasse pas 1,5 micromètre (µm). Cela représente des centaines, voire des milliers de fois, la taille des LED UV classiques. Les micro-LED peuvent être serrées avec des pas allant jusqu'à 2 µm pour former un réseau bidimensionnel sur une puce, ce qui permet d'obtenir des zones d'émission UVB de haute résolution.
Matrice de micro-LEDs luminescentes aux UV avec un diamètre de pixel de 1,5 µm et un pas de 2 µm en forme de logo FBH (diamètre 158 µm) sous le microscope.
© FBH
Micrographie électronique d'un réseau de micro-LEDs UV avec un pas de 2 µm.
FBH
Utilisées comme émetteur unique ou disposées en réseau à haute densité, les micro-LED UV peuvent être utilisées dans une large gamme d'applications. Cela inclut la technologie de détection, le durcissement des polymères et des résines, la production de puces à semi-conducteurs et la communication optique. Sur les puces actuelles de la FBH, toutes les micro-LED UV d'une matrice fonctionnent simultanément. L'étape suivante consistera à adresser individuellement les pixels des LED via une puce de contrôle. Cela permettra de générer et de moduler rapidement des modèles d'illumination individuels, permettant par exemple la photolithographie sans masque. Des structures individuelles peuvent ainsi être créées sur des plaquettes de semi-conducteurs de manière simple, rapide et rentable. La possibilité d'obtenir des modèles d'irradiation UV à haute résolution ouvre également la voie à de nouvelles applications dans le domaine du prototypage rapide et de l'analyse de fluorescence. En parallèle, les scientifiques de la FBH transfèrent déjà cette technologie aux LED UVC, y compris les LED UVC lointaines avec des longueurs d'onde d'émission extrêmement courtes autour de 230 nm. La FBH recherche maintenant des partenaires qui ont l'intention d'utiliser des micro-LED UV dans leurs applications, afin de faire progresser conjointement la technologie et d'exploiter pleinement le potentiel de ces dispositifs.
Des exigences très élevées pour la technologie de traitement des puces
Les structures de couches de semi-conducteurs émettant dans la gamme spectrale ultraviolette ont été déposées au moyen de l'épitaxie en phase vapeur organométallique, puis structurées à l'aide de procédés lithographiques, de gravure au plasma et de méthodes de dépôt. La fabrication de micro-LED UV de petits diamètres compris entre 1,5 et 50 µm et d'un pas compris entre 2 et 60 µm exigeait une grande précision d'alignement et de fabrication, ainsi que la perfection des matériaux. Ces exigences ne pouvaient être satisfaites qu'en utilisant des procédés lithographiques de pointe, spécialement conçus pour cette application. L'alignement précis des différentes couches de traitement les unes par rapport aux autres (contrôle de la superposition) avec une précision supérieure à 20 nm sur la tranche de LED de 2 pouces était nécessaire. En raison des petites dimensions des micro-LED UV fabriquées - telles que le diamètre, la forme et l'angle de pente des structures gravées - leurs propriétés ont été contrôlées au moyen de la microscopie électronique.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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