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Cuvillier Verlag

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Optimierung der Prozesstechnologie und Steigerung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von (InAlGa)N-basierten Halbleiterlaserdioden

Printausgabe
EUR 49,90

E-Book
EUR 35,50

Optimierung der Prozesstechnologie und Steigerung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von (InAlGa)N-basierten Halbleiterlaserdioden (Band 68)

Erik Freier (Autor)

Vorschau

Inhaltsverzeichnis, PDF (140 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 9783736976047
ISBN-13 (E-Book) 9783736966048
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 178
Umschlagkaschierung matt
Auflage 1.
Buchreihe Innovationen mit Mikrowellen und Licht. Forschungsberichte aus dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik
Band 68
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Berlin
Erscheinungsdatum 11.05.2022
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Physik
Physik der kondensierten Materie (einschließlich Festkörperphysik, Optik)
Schlagwörter Angewandte Physik, Halbleiterphysik, Laserphysik, GaN, Galliumnitrid, Laserdioden, (InAlGa)N, Indiumaluminiumgalliumnitrid, Halbleiterlaser, Rippenwellenleiterlaserdioden, Breitstreifenlaser, Zuverlässigkeit, Lebensdauer, Alterung, Ausbeute, Prozesstechnologie, Elektrolumineszenz, aktive Zone, Dauerstrichbetrieb, Abdünnen, GaN-Substrate, p-Kontakte, Ohm’sche Kontakte, Kontaktmetall, Palladium, Platin, Kontaktwiderstand, Aktvierung, p-Leitfähigkeit, Degradation, Laserfacetten, Spalten, Laserritzen, Dielektrische Isolatoren, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Läppen, Polieren, Wasserstoff, Magnesium, Stabilität, Betriebsspannung, Laserschwelle GaN, galliumnitride, laser diodes, (InAlGa)N, indiumaluminiumgalliumnitride, semiconductor lasers, ridge-waveguide lasers, broad-area lasers, reliability, lifetime, aging, yield, process technology, electroluminescence, active region, continuous wave operation, thinning, GaN-substrates, p-contacts, ohmic contacts, contact metal, palladium, platin, contact resistance, activation, p-conductivity, degradation, laser facets, cleaving, laser scribing, dielectric insulators, silicon nitride, silicon oxide, lapping, polishing, hydrogen, magnesium, stability, operating voltage, lasing threshold
URL zu externer Homepage https://www.fbh-berlin.de/publikationen/dissertationen
Beschreibung

In der vorliegenden Arbeit werden Aspekte der Chipprozessierung untersucht, die die Zuverlässigkeit von (InAlGa)N-basierten Rippenwellenleiterlaserdioden beeinflussen. Als Ziel sollte die Lebensdauer von Laserdioden mit einer Emissionswellenlänge von 400 nm im Dauerstrichbetrieb gesteigert werden – bei zugleich hoher Ausbeute an Chips pro Wafer. Hierfür wurden zuerst einzelne Prozessschritte hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Ausbeute und die Zuverlässigkeit untersucht.
Die Optimierungsschleifen wurden zunächst aus Effizienzgründen an technologisch weniger komplexen Breitstreifenlasern durchgeführt. Hierbei waren Optimierungen der Abdünntechnologie für GaN-Substrate sowie des Spaltprozesses, mit dem Laserfacetten erzeugt werden, entscheidend für eine höhere Ausbeute. Um die Lebensdauer zu erhöhen, wurde die p-Kontakttechnologie optimiert und ein effizienterer Aktivierungsprozess der p-Leitfähigkeit etabliert. Anschließend wurden mithilfe der weiterentwickelten Prozesstechnologie Rippenwellenleiterlaser hergestellt und Degradationsmechanismen systematisch analysiert. Dadurch konnten eine inhomogene p-Leitfähigkeit und Degradationseffekte der Laserfacetten als Hauptursachen für die beobachteten Alterungseffekte identifiziert werden. Die dabei ablaufenden Prozesse werden in der Arbeit beschrieben.
Die vorgestellten Untersuchungen und Weiterentwicklungen erhöhen die Lebensdauer von Rippenwellenleiterlasern von wenigen auf mehrere 100 Stunden. Zugleich steigt die Ausbeute an dauerstrichfähigen Laserdioden pro Wafer deutlich an. Zusätzlich konnten weitere Optimierungspotenziale in der Epitaxie und Facettentechnologie aufgezeigt und Empfehlungen für zukünftige Entwicklungen gegeben werden.