HVPE Nitride

Die Verfügbarkeit von GaN-Substraten ist für die Herstellung hochqualitativer elektronischer und optoelektronischer Bauelemente wie z.B. blauen Laserdioden mit hoher Lebensdauer sowie von weißen Leuchtdioden mit hoher Effizienz von großer Bedeutung. Bislang konnten GaN-Einkristalle mittels Züchtung aus der Schmelze, wie sie z.B. für GaAs-Einkristalle üblich sind, noch nicht in ausreichender Größe realisiert werden. 

Das HVPE-Verfahren ist derzeit weltweit als eine vielversprechende Technik zur Herstellung von GaN-Substraten akzeptiert. Sie ermöglicht das Wachstum von GaN mit hohen Wachstumsraten von über 100 µm/h. Dabei wird flüssiges Gallium verwendet, das durch die Umwandlung in Galliumchlorid mittels gasförmiger Salzsäure (HCl) bei Temperaturen um 900°C zum Substrat transportiert wird. Dort scheidet sich dann Galliumnitrid durch die Reaktion von Galliumchlorid und Ammoniak bei Temperaturen um 1050°C ab.

Am FBH wird ein horizontaler Einwafer-HVPE-Reaktor der Firma Aixtron für Grundlagenuntersuchungen des Wachstumsprozesses verwendet. Ein vertikaler HVPE-Reaktor der gleichen Firma ist für die Herstellung von GaN-Einkristallen bestimmt, die von unserem Industriepartner Freiberger Compound Materials GmbH zu GaN-Substraten prozessiert werden. Beide sind mit einem LayTec EpiR Reflektometer zur Optimierung der Wachstumsparameter ausgerüstet.