직경 5 미크론!전 세계 에서 가장 작고 밝 은 UVC LED 가 출시 되 었 습 니 다.

发布时间：2021-05-25 15:54 来源：萤光创新

외신 에 따 르 면 미국 사 우 스 캐 롤 라이 나 대(the University of South Carolina)과학자 들 은 전 세계 에서 가장 작고 밝 은 딥 자외선 LED 를 발 사 했 으 며 칩 사 이 즈 는 5 미크론,파장 은 281 nm 에 불과 하 다.이들 칩 으로 구 성 된 UVC LED 어 레이 의 밝 기 는 361 W·cm-2 에 달한다.

사 우 스 캐 롤 라이 나 대 연구원 팀 은 금세 기 초 소형 UV LED 커 넥 티 드 어 레이 를 개발 하기 시작 한 것 으로 알려 졌 다.1 세대 UV LED 픽 셀 직경 25㎛로 10 을 구성 했다×10 의 배열 은 광 출력 을 향상 시 키 고 높 은 신뢰성 을 가 지 며 전류 혼잡 을 감소 시 켰 으 며 주로 표지 직렬 저항 과 보조 전류 확장 을 감소 시 켰 다.

최근 이 팀 은 깊 은 자외선 광원 에 대해 이 구 조 를 다시 연구 한 결과 열 저항 과 픽 셀 사이즈 가 발사 출력 에 미 치 는 영향 에 초점 을 맞 췄 다.

팀 의 리 차드 플 로 이 드 대변인 에 따 르 면 딥 자외선 LED 의 사 이 즈 를 20㎛이내 로 줄 이 는 것 은 대부분의 생산 절차 의 난이 도 를 높이 지 않 을 뿐만 아니 라 전문 적 인 장비 로 완성 할 필요 도 없다.예 를 들 어 연구 팀 은 모든 광각 단계 에서 표준적 인 광 저항 제 마스크(Photosist Masking)와 칼 수 스 MJB-3 마스크 조준 기(Mask Aligner)를 적용 했다.

그러나 전체 웨이퍼 의 균일 성 을 확보 하기 위해 연구 팀 은 20 미크론 이하 의 광각 노출 과 현상 시간 을 최적화 시 키 는 동시에 p 극 옴 접촉 소 둔 조건 도 최적화 시 켰 다.

연구 팀 은 지름 90㎛의 단 화소 LED 참조물 과 지름 15㎛의 화소 진열 36 개,지름 10㎛의 화소 진열 81 개,지름 5㎛의 화소 진열 324 개,간극 5㎛의 서로 다른 배열 구 조 를 비교 했다.

왼쪽:5 미크론 상호 연결 픽 셀 배열(픽 셀 간 의 간격 은 5 미크론)오른쪽:직류 전류 가 60mA 일 때 같은 배열(사진 출처:남 카 롤 라이 나 대학)

웨이퍼 상 측정법(500 ns 펄스 와 0.05%의 점유 율 로 부속품 의 열 을 최대 로 낮 춘 다)을 통 해 알루미늄 냉각 핀 이 있 는 단일 5 미크론(직경)픽 셀 이 구동 전류 가 10.2kA·cm-2 일 경우 피크 밝 기 는 291 W·cm-2 로 LED 참조 물 밝 기 를 언급 한 30 배 에 달 하 는 것 으로 나 타 났 다.

세 개의 서로 다른 배열 의 연구 결과 에 따 르 면 열 처짐 을 없 애 는 우수한 열 배출 기술 덕분에 픽 셀 사 이 즈 를 낮 추 면 성능 을 향상 시 킬 수 있다.단일 칩 참조물 에 비해 지름 이 5 미크론 인 324 개의 픽 셀 배열 은 연속 파 모드 에서 출력 이 5 배 이상 올 랐 고 펄스 모드 에 서 는 출력 이 15 배 이상 올 랐 다.

이번 연 구 를 통 해 연구 진 은 이 상호 연 결 된 마이크로 픽 셀 어 레이 의 외 양자 효율 이 픽 셀 크기 축소 에 따라 낮 아 지지 않 는 다 는 점 을 발견 해 연구자 들 은 소자 성능 에 영향 을 주지 않 는 조건 에서 더 작은 사이즈 의 딥 자외선 LED 를 개발 할 자신 이 있다 고 밝 혔 다.

그러나 주의해 야 할 것 은 부속품 의 크기 가 더 줄 어 들 면서 열 저항 은 소폭 줄 어 들 지만 이 지표 만 영향 을 받 는 것 으로 나 타 났 다.

현재 사 우 스 캐 롤 라이 나 대 연구 팀 은 빛 추출 효율 을 높이 는 공예 기술 을 연구 하고 있 으 며 독립 전 자 를 이용 해 이 픽 셀 을 제어 할 수 있 기 를 기대 하고 있다.

이번 연구 돌 파 는 UVC LED 가 높 은 양의 깊 은 자외선 조 사 를 요구 하 는 응용 에서 수은 램프 와 더욱 잘 경쟁 하도록 추진 하 는 데 도움 이 될 것 으로 알려 졌 다.결국 마스크 소독 등 일부 적용 장소 에 서 는 수은등 의 독성 에 대한 우려 가 적지 않다.

현재 UVC LED 는 광 전 변환 효율,성 가 비,수명 등 기술 지표 에서 수은 등 보다 못 하지만 기술 의 끊 임 없 는 돌 파 는 결국 UVC LED 가 수은 등 을 대체 하 는 과정 을 추진 할 것 이다.