Verbesserung der lateralen Stromführung in hocheffizienten Halbleiterlichtquellen
Description:... Ziel dieser Arbeit war es, durch eine Erhöhung der lateralen Leitfähigkeit von dünnen Epitaxieschichten, eine Verbesserung der Stromverteilung in InGaN-Leuchtdioden zu erreichen. Durch eine homogene Stromverteilung, gerade in Bereichen abseits der verwendeten Metallkontakte, kann eine gleichmäßige Ausleuchtung der Chipfläche zu einer verbesserten Lichtauskopplung und somit zu einer Effizienzsteigerung von Leuchtdioden beitragen. Zur Umsetzung dieses Vorhabens wurden die Eigenschaften von modulationsdotierten n- bzw. p-leitfähigen AlGaN/AlN/GaN-Multiheterostrukturen untersucht. Hier entsteht an jeder AlGaN/GaN-Grenzfläche ein zweidimensionales Ladungsträgergas. Die sich hier akkumulierenden Ladungsträger sind räumlich von ihrem Donator- bzw. Akzeptoratom getrennt und besitzen daher, im Vergleich zu Ladungsträgern in dotierten Volumenkristallen, sehr hohe Beweglichkeiten. In Kombination mit einer hohen Ladungsträgerdichte ergeben sich in diesen Multiheterostrukturen folglich deutlich höhere spezifische Leitfähigkeiten als in hoch dotierten Volumenkristallen. Das Erzielen von hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten ist sowohl in Volumenkristallen als auch in zweidimensionalen Ladungsträgergasen nur bei entsprechend hoher Kristallqualität möglich. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit zunächst ein Epitaxieprozess entwickelt, durch den Galliumnitrid in höchster Qualität abgeschieden werden konnte. Im Vordergrund stand dabei die Optimierung einer sauerstoffdotierten Aluminiumnitrid-Nukleationsschicht so wie das Abscheiden von Siliziumnitrid-Zwischenschichten. Durch die Kombination beider Prozesse konnten GaN-Schichten mit hervorragenden optischen und kristallographischen Eigenschaften durch metallorganische Gasphasenepitaxie hergestellt werden. Röntgenhalbwertsbreiten von
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