Optoelektronische Geräte zu Galliumnitrid
Galliumnitrid (GaN) und seine verwandten Legierungen haben den Weg zu effizientem "solid state lighting" geebnet, bei dem weiße Leuchtdioden (LEDs) herkömmliche Leuchtstoffröhren ersetzen. GaN-basierte elektronische Geräte mit hohen Frequenzen für drahtlose Anwendungen wurden bereits auf dem offenen Markt eingeführt. Zurzeit beginnen sie, den Bereich der Massenspeicher mit blauen Laserdioden zu revolutionieren. Allerdings resultiert das heteroepitaktische Aufwachsen auf fremden Substraten, wie zum Beispiel Saphir Siliziumkarbit (SiC), in einer hohen Fehlerdichte, was die Leuchtstärke von GaN-basierten Geräten einschränkt. Des erkannten Potenzials GaN-basierter Geräte wegen wollte das unter dem Fünften Rahmenprogramm finanzierte DENIS-Projekt eine Technik entwickelt, die für die groß angelegte Produktion von dünnen GaN-Wafern geeignet ist. Die Verwendung von Substraten mit genau passenden thermalen Ausdehnungseigenschaften und Gitterkonstanten würde die beste Lösung bieten, um Leistung und Lebensdauer von GaN-basierten Geräten zu verbessern. Bis zu seinem Abschluss hat das Projekt eine Reihe von positiven Beiträgen zum Aufbau von GaN-Technologie in Europa produziert. An der Universität Linköping in Schweden wurden eine Technik und ein Reaktor entwickelt, die für das Aufwachsen von GaN-Ingots geeignet sind, aus denen dünne Wafer (Scheiben) produziert werden können. Im Detail wurde die Hydriddampf-Phasen-Abscheidungstechnik erfolgreich für das Aufwachsen von im Durchmesser bis zu zwei Zoll dicken GaN-Substraten mit einer Stärke von 2mm angewandt. Das Aufwachsen einer großen Menge von GaN-Material in einem vertikalen heißwandigen Reaktor bei atmosphärischem Druck wurde demonstriert. In Kombination mit der laserinduzierten Abhebung für Substratablösung wurde die erwartete Leistungsverbesserung von Leuchtdioden im Vergleich mit der Verwendung von Saphirsubstraten demonstriert. Allerdings bleiben wesentliche Fragen offen und der Effekt, den solche Substrate auf andere Geräteeigenschaften haben, ist noch zu klären.
