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VGF - GaP LEDs

VGF - GaP LEDs. GaP nach vertikalen Gradient Freeze-Verfahren. Ein von der Europäischen Kommission innerhalb des 5. Rahmen-programmes gefördertes Projekt zur “Erzeugung von monokristallinen Galliumphosphid (GaP) mittels vertikalen Gradient-Freeze-Verfahren (VGF) für LEDs”

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Presentation Transcript

  1. VGF - GaP LEDs GaP nach vertikalen Gradient Freeze-Verfahren Ein von der Europäischen Kommission innerhalb des 5. Rahmen-programmes gefördertes Projekt zur “Erzeugung von monokristallinen Galliumphosphid (GaP) mittels vertikalen Gradient-Freeze-Verfahren (VGF) für LEDs” Die Projektanwendung ist auf die Erzeugung von LEDs fokussiert, als Erstanwendung zu verstehen. Andere, vor allem neuartige Anwendungsfelder sind gesucht ! Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  2. VGF - GaP LEDs Ziel des Projektes „VGF GaP - LED‘s“ • GaP-Substrat mit geringer struktureller Defektdichte • (Zahl der strukturellen Defekte um den Faktor 100 - 1000 kleiner als beim Czochralski-Verfahren) • Projektanwendungsfokus: Substrat für LEDs • (unter Nutzung der Defektarmut und Materialtransparenz • Erzeugung von Epi-Schichten auf GaP mit MOVPE • Neuer LED-Zugang: direkt auf GaP gewachsene LEDs • Validierung des GaP-Substrates anhand “epi-ready” Wafers Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  3. VGF - GaP LEDs Zielstellung: Data Sheet Parameters/technical characteristics Project goal envisaged conductivity type n or p N EPD should be < 103 / cm2 Sides polished will be one side polished diameter will be 74 mm thickness according requirements in the range 0,3 - 0,5 mm crystal orientation now we do growth in [111] direction, later on in [100] resistively should be max. 0,2 ohm - cm dopant S Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  4. VGF - GaP LEDs Projektpartner „VGF GaP - LED‘s“ • CiS Institut für Mikrosensorik gGmbH Erfurt • (Germany) • PHOSTEC s.r.o. Žarnovica • (Slowakische Republik) • Slowakische Akademie der Wissenschaften, • Bratislava • Slowakische Technische Universität Bratislava • Projektende: 31. August 2005 Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  5. VGF - GaP LEDs Arbeitsschritte • Zielbestimmung und Bewertung (Marktanalyse) • Entwicklung, Konstruktion und Bau eines • VGF GaP Kristallzuchtofens • Waferherstellung • Optimierung der auf VGF GaP gewachsenen • LEDs (Layerstrukturen) • Erzeugung Epi-Schichten mit MOVPE auf • VGF GaP-Substrat (Wachstumsbedingungen) Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  6. VGF - GaP LEDs Projektstatus im Überblick • Gegenwärtig: • Herstellung von polykristallinen VGF GaP Ingots • erfolgreich • Wachstum einzelkristalliner VGF GaP Ingots in • einem Gesamtprozess mit der polykristallinen Schmelze erfolgreich gestartet • User Group von “epi-ready” Waferherstellern • formiert Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  7. VGF - GaP LEDs Patentierter Kristallzuchtofen • PHOSTEC - Lösung garantiert VGF-Synthese und Kristallzüchtung von Phosphiden in einem Prozess • Damit wird nach der Synthese noch im gleichen Produktionszylus das Einkristallwachstrum realisiert. • Grundlage sind • eine spezielle Kammerstruktur und • ein in dem Schmelztiegel eingelassener Seed-Kanal für • den Keimkristall. Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  8. VGF - GaP LEDs PHOSTEC Ergebnisse GaP InP PG- PBN- polykristalline Ingots Beschichtungen Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  9. VGF - GaP LEDs Praktisches Ergebnis E1 für GaP GaP-Kristallzüchtung: - gute Ergebnisse für polykristallinen Ingot bei Ø = 110 mm, - Einkristallwachstum für kleine Ø in Vorbereitung Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  10. VGF - GaP LEDs E2: auf GaP-Substrat direkt gewachsene LEDs Teilaufgabenstellung: Erkundung eines neuen LED-Zugangs durch direkt auf GaP-Substrat gewachsene LED-Strukturen GaNxP1-xrepräsentiert eine solche neuartige Halbleiterverbindung, die für LEDs im sichtbaren Bereich zwischen grün und rot interessant ist. GaNxP1-x / GaP LED Strukturen sind möglich durch Wachstum von Buffer-Layers über MOVPE! Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  11. VGF - GaP LEDs GaNxP1-x / GaP LEDs Vorläufiges Ergebnis auf Basis kommerziellen GaP: LED-Effizienz (Leistung:Energie) erreicht nicht die von konventionellen LEDs, LED-Spektren im sichtbaren Bereich von grün bis rot3 Varianten: grün, gelb und orange Endgültige Ergebnisse sind erst mit dem Ersatz des kommerziellen GaP (Czochralski) durch das neue VGF GaP Substrat möglich ! Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  12. VGF - GaP LEDs Alternative InxGa1-xP / GaP Zur Vermeidung von Anpassungsproblemen von Epi-Schichten und GaP-Substrat: InxGa1-xP graduierte Zwischenschichten Erste Messungen zeigen • eine vielversprechende Lichtintensität und • Möglichkeiten eines Farbtuning durch Variation der InxGa1-xP - Aufbauten Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  13. VGF - GaP LEDs Applikationsstudie für GaNxP1-x / GaP LEDs Lichteffizienz - wichtiges, aber nicht einziges Applikationsmerkmal Als LED-Anwender wird CiS diese LEDs für (erster Ansatz: kommerzielles GaP !!!) Applikationen in der Messtechnik, z.B. Remissions- und Transmissionssensorik ausloten. Weitere Interessenten sind erwünscht ! Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  14. VGF - GaP LEDs Grundlage: CiS Mikrosystem MORES Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

  15. VGF - GaP LEDs Kontakt CiS Institut für Mikrosensorik gGmbHKonrad-Zuse-Strasse 1499099 ErfurtDr. Dietmar StarkeTel. +49 361 663 1474Fax: +49 361 663 1423Email: dstarke@cismst.de Weitere Projektinformationen: www.vgfgapleds.sk Werkstoff-FORUM, Hannover Messe, 15. April 2005

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