Gasphasenepitaxie und Eigenschaften von nicht- und semipolarem GaN

Licht emittierende Dioden (LEDs) werden heutzutage in immer mehr Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt. Die Verwendung in der Unterhaltungselektronik z. B. bei Flachbildschirmen oder in der Automobilindustrie z. B. als Frontscheinwerfer sind nur wenige Beispiele dafür. Die GaN-basierten LEDs emittieren typischerweise im blauen oder nahen ultravioletten Spektralbereich. Für längere Emissionswellenlängen – also grün emittierende LEDs – nimmt die Effizienz jedoch stark ab. Man geht davon aus, dass dafür hauptsächlich starke piezoelektrische Felder in den Bauelementen verantwortlich sind. Diese lassen sich bei den bisher verwendeten, konventionellen Herstellungsmethoden nicht vermeiden. Die vorliegende Arbeit behandelt das Wachstum sogenannter semi- und nichtpolarer Galliumnitridschichten. Diese werden mittels metallorganischer (MOVPE) und Hydrid-Gasphasenepitaxie (HVPE) abgeschieden. Es wird unter anderem eine neu entwickelte Methode vorgestellt, wie semipolares Galliumnitrid verschiedenster Orientierung auf strukturierten Saphirsubstraten epitaxiert werden kann. Dieser Ansatz kombiniert den Vorteil eines günstigen Substrates mit der Möglichkeit einer planaren Abscheidung, sowie einem reduzierten piezoelektrischen Feld in den aktiven Zonen der späteren Bauelemente. Dadurch wird eine theoretisch deutlich höhere Effizienz der LEDs ermöglicht.