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HL: Halbleiterphysik

HL 16: GaN: Bauelemente

HL 16.10: Vortrag

Dienstag, 9. März 2004, 12:30–12:45, H13

In,Ga,Al,N-Wellenleiter- und Laserstrukturen im blauen Spektralbereich auf Si-Substraten — •Andre Strittmatter, Lars Reissmann und Dieter Bimberg — Technische Universität Berlin, Institut für Festköerperphysik, Sekr. PN 5-2, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin

Mittels Transfermatrizen und Lösung der Modengleichung wurden aus epitaktischer Sicht realisierbare In,Ga,Al,N-Wellenleiterstrukturen auf Si-Substraten für den Wellenlängenbereich 400-460 nm untersucht. Es zeigt sich, dass bei geeigneter Dimensionierung einer GaN-Pufferschicht und der AlGaN-Mantelschichten auch Fundamentalmoden innerhalb des Wellenleiterkerns geführt werden. Dies ist zunächst überraschend, da der Realteil des Brechungsindexes des Si-Substrats im interessierenden Spektralbereich deutlich über den Brechungsindizes der Nitrid-Schichten liegt. Die Modellierungen ergeben jedoch, daß gerade die absorbierenden Eigenschaften des Si zu der gewünschten Wellenführung beitragen. Des weiteren sind auch die bisher beim Wachstum rissfreier Nitridschichten unverzichtbaren AlN-Zwischenschichten für die Führung der optischen Mode vorteilhaft, da sie zu einer Reduktion der Eindringtiefe der optischen Mode in die Mantelschichten führen. Ausgehend von diesen Erkenntnissen präsentieren wir den Aufbau von Laserdioden auf Si-Substraten bei einer Wellenlänge von 460 nm, die bei einer Gesamtdicke von 1.4-1.6 mum mit nur 2-3 AlN-Zwischenschichten im n-dotierten Bereich der Diodenstruktur realisiert wurden.