PDF, 1,3 MB - Institut für Festkörperphysik
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Daniel Matthesius Untersuchung der elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften von GaN-Laserdioden Die Gruppe III - Nitride haben in den letzten Jahren deutlich an Interesse für optische Halbleiterbauelemente wie LEDs und Laserdioden gewonnen. Dies liegt an dem großen Spektralbereich von IR bis tiefes UV, der mit den ternären Verbindungen (AlGaN) oder (InGaN) abgedeckt werden kann. Für Laserdioden von 400-450nm werden aktive Zonen aus Inx Ga1−x N hergestellt, bei denen der Indiumgehalt x variiert wird. Für Laserdioden in Blu-Ray-Playern, die bei 405nm emittieren werden beispielsweise Indiumkonzentrationen von ca. x = 8% benötigt. Um Laserdioden auch für andere Anwendungsgebiete wie die Atomfluoreszensspektroskopie interessant zu machen, werden höhere Wellenlängen und somit höhere Indiumkonzentrationen benötigt. Dies stellt jedoch besondere Ansprüche an Design, Epitaxie und Prozessierung der Laserdioden. Beispielsweise besitzen GaN und Indiumreiches InGaN deutlich unterschiedliche Gitterkonstanten, was hohe Versetzungsdichten, Grenzflächenrauhigkeiten oder Zusammensetzungsfluktuationen in der aktiven Zone nach sich ziehen kann. Diese Defekte mindern im allgemeinen die Effizienz von Laserdioden. Außerdem führt eine ineffiziente p-Dotierung im Wellenleiter zu optischen Absorptionszentren, die zum einen die Ausgangsleistung verringern und zum anderen die Laserdiode erwärmen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Ermittlung von elektrischen, optischen und thermischen Laserparametern, sowie deren Zusammenhang mit der Schichtstruktur und Prozessierung. Einige dieser Parameter sind Schwellstromdichte, differenzieller Serienwiderstand, interne Quanteneffizienz, sowie optische Verluste und Verstärkung. Ausgehend von diesen Erkenntnissen, sollen Verbesserungsvorschläge für die zukünftige Herstellung von Laserdioden gegeben werden. AG Kneissl – Institut für Festkörperphysik
