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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-11047
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/1104/


Stephan, Thilo

Einfluss der Lumineszenzmechanismen und der elektrischen Kontakte auf die Effizienz von InGaN Leuchtdioden

Influence of luminescence properties and electric contacts on the efficiency of InGaN light emitting diodes

Dokument1.pdf (5.188 KB) (md5sum: c1a78ba3f3bb8d73a1415fb8d8b1b592)

Kurzfassung in Deutsch

In dieser Arbeit wurden die beiden wichtigsten Komponenten von (AlGaIn)N-basierenden Leuchtdioden untersucht, die einen wesentlichen Einfluss auf die externe Leistungseffizienz der Leuchtdioden haben: die elektrischen und optischen Eigenschaften des p-Kontakts sowie die Lumineszenzeffizienz der als aktiven Bereich verwendeten InGaN-Quantenfilme. Ersterer bestimmt sowohl die für das Einprägen eines bestimmten Injektionsstroms erforderliche Spannung als auch durch seine optischen Eigenschaften die Effizienz der Lichtauskopplung aus der Leuchtdiode. Zur Realisierung von ohmschen p-Kontakten auf GaN:Mg-Schichten wurden transparente ITO-Kontakte verwendet. Durch die Verwendung einer In-reichen Zwischenschicht zwischen den ITO-Kontakten und der GaN:Mg-p-Kontaktschicht reduziert sich die effektive Höhe der Schottky-Barriere, wodurch die p-Kontaktwiderstände und damit die Betriebsspannungen der Leuchtdioden deutlich reduziert werden konnten.

Die Lichtleistung bei einer Emissionswellenlänge von 400 nm wird durch nichtstrahlende Rekombination der Ladungsträger an Schrauben-, Stufen- und gemischte Versetzungen limitiert. Bezüglich der Ladungsträgerinjektion in den aktiven Bereich hat sich das Mg-Dotierprofil als ein sehr wesentlicher und kritischer Parameter herausgestellt. Das Mg-Dotierprofil wird beim Schichtwachstum sowohl durch Segregationseffekte als auch durch temperaturabhängige Rückdiffusionsprozesse beeinflusst.


Kurzfassung in Englisch

In this thesis both major factors of (AlGaIn)N-based light emitting diodes were studied, which are important for the external power efficiency of light emitting diodes: the electrical und optical properties of the p-contact as well as the luminescence properties of the InGaN quantum wells used in the active region. The first factor determines the voltage, which is used to drive the light emitting diode at a certain current, as well as the efficiency of light extraction by the optical properties. For realisation of ohmic contacts on GaN:Mg layer transparent ITO-contacts were used. By using an In-rich interlayer between the ITO-contact and the GaN:Mg p-contact layer the effective height of the Schottky barrier can be reduced whereby the p-contact resistance and the corresponding voltages of the light emitting diodes can be also reduced.

The output power at an emission wavelength of 400 nm is limited by non-radiative recombination of charge carriers on screw, edge and mixed dislocations. The Mg doping profile is a very important and critical parameter according to the charge carrier recombination in the active region. The Mg doping profile is influenced during the epitaxial growth by segregation as well as by temperature dependent diffusion processes.


SWD-Schlagwörter: Akzeptor <Halbleiterphysik> , Wide-gap-Halbleiter , Diffusionsverfahren <Halbleitertechnologie> , Drei-Fünf-Halbleiter , Dotierter Halbleiter , Lumine
Freie Schlagwörter (deutsch): InGaN , Mg Diffusion , nichtstrahlende Rekombination
Freie Schlagwörter (englisch): InGaN , Mg diffusion , non-radiative recombination
PACS Klassifikation 61.72.Vv , 78.55.Cr , 78.60.Cr , 85.60.Jb
Institut: Physikalisches Institut
Fakultät: Fakultät für Mathematik und Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Wagner, Joachim (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 02.12.2003
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 15.01.2004
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