Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 31: GaN: Bauelemente
HL 31.1: Vortrag
Samstag, 5. März 2005, 15:00–15:15, TU P-N201
Optimierung InGaN-basierter grüner LEDs — •D. Fuhrmann1, G. Klewer1, C. Netzel1, N. Riedel1, G. Ade2, P. Hinze2, U. Rossow1 und A. Hangleiter1 — 1TU Braunschweig, Inst. f. Techn. Phys., 38106 Braunschweig; d.fuhrmann@tu-bs.de — 2Physikalisch Technische Bundesanstalt, 38116 Braunschweig
Nitridbasierte grüne LEDs zeigen im Vergleich zu blauen LEDs deutlich geringere interne Quanteneffizienzen (IQE). Ursache dafür sind das grössere piezoelektrische Feld, damit verbunden eine geringere Oszillatorstärke sowie Probleme beim In-Einbau in die notwendigen In-reichen InGaN-Schichten. Mittels MOVPE wurden InxGa1−xN/GaN DQW-Strukturen mit Emissionswellenlängen λPeak zwischen 450 und 530nm hergestellt. Der In-Einbau wurde dabei durch die Wachstumstemperatur TQW gesteuert. Geringere TQW führen zu einem erhöhten In-Einbau, und damit zu höheren λPeak. Bei 2nm breiten QWs konnte durch Absenken der Temperatur von 800∘C auf 760∘C λPeak von 450nm auf 510nm verschoben werden. Eine weitere Absenkung der Temperatur führte zur Bildung von In-clustern, sodass die weitere Erhöhung von λPeak nur mit breiteren QWs möglich war. AFM, TEM und REM zeigen die gute strukturelle Qualität aller Proben. PL-Messungen zeigen eine Verringerung der Intensität sowie eine Verbreiterung der QW-Emission mit steigendem λPeak. Ebenso kommt es zur Verringerung der IQE, bestimmt mittels temperatur-und leistungsabhängiger PL. Dennoch findet man IQE≥30% für λPeak=530nm (Vergleich: λPeak=460nm, IQE≥70%). Elektrische Messungen („on wafer“) liefern Werte von 2,5mW bei 20mA (λPeak=460nm) und lassen auch für grüne LEDs hohe Ausgangsleistungen erwarten.