ISBN 978-3-8439-0991-4

978-3-8439-0991-4, Reihe Elektrotechnik

Richard Neumann
Dreidimensionale LEDs auf Galliumnitridbasis - Struktur und Prozessierung

191 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2013), Softcover, A4

Zusammenfassung / Abstract

Eine dreidimensionale Leuchtdiode (LED) verspricht viele Vorteile gegenüber einer herkömmlichen planaren LED. Die aktive Fläche folgt bei einer LED der Oberfläche. Diese ist bei dreidimensionalen Strukturen, und insbesondere bei Säulen, größer als deren Grundfläche. Eine größere aktive Fläche führt dabei zu einer größeren Lichtgeneration bei gleicher Substratgröße. Die optischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften sind ebenfalls von der dreidimensionalen Geometrie abhängig. Im Rahmen dieses Buches werden diese Eigenschaften auf Grundlage von Simulationen und Literaturrecherche, am Beispiel von in Feldern angeordneten Säulen gegenüber gestellt. Im Zusammenhang mit Vorgaben aus dem Wachstum kann damit eine Geometrie bestimmt werden, für die die zu erwartende Effizienz im Vergleich zur planen LED maximal wird.

Eine dreidimensionale LED birgt aber auch neue Herausforderungen in der Prozessierung. Um eine LED herzustellen, müssen auf den dreidimensionalen Strukturen elektrische Kontakte strukturiert werden. Die herkömmlichen Prozessierungsverfahren der Halbleitertechnik sind dabei auf dreidimensionale Strukturen mit großen Unebenheiten nicht anwendbar. Hier werden daher Strategien gezeigt, wie mit dreidimensionalen Geometrien mit hohen Aspektverhältnissen bei einer Strukturierung verfahren werden kann. Unter anderem ist in diesem Rahmen ein neuartiges Verfahren erprobt und patentiert worden, welches erlaubt, einzelne metallische Kontakte auf den Spitzen von dreidimensionalen Strukturen abzuscheiden, ohne dabei die Seiten zu bedecken.

Die Kenntnis der Eigenschaften von dreidimensionalen LEDs ist eine Grundlage, um effiziente Bauelemente zu erzeugen. Für die Herstellung ist dabei neben dem epitaktischen Wachstum die Strukturierung zu einem Bauelement von enormer Bedeutung. Für diese Aufgabe wurden in dieser Arbeit die Grundlagen gelegt.