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In-situ photoluminescence measurements during MOVPE of GaN and InGaN in a CCS reactor

  • Gallium Nitride (GaN) and Indium Gallium Nitride (InGaN) have become important semiconductor materials for the LED lighting industry. Recently, a photoluminescence (PL) technique for direct in-situ characterization of GaN and InGaN layers during epitaxial growth in a planetary metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) reactor was reported. The PL signals reveal – at the earliest possible stage – information about current layer thickness, temperature, composition, surface roughness, and self-absorption. Thus, the PL data is valuable for both controlling and optimizing the growth parameters, thereby promising both better devices and a better yield for the LED industry. This technical report describes an extension of this PL technique to close coupled showerhead (CCS) reactors with narrow optical viewports. In contrast to the wide aperture optics in previous investigations, a compact and all-fiber optical probe without voluminous lens optics, filter elements or beam splitters was used.
  • Gallium Nitrid (GaN) und Indium Gallium Nitrid (InGaN) sind mittlerweile wichtige Halbleitermaterialien für die LED-Beleuchtungstechnik. Über eine Photolumineszenz (PL)-Technik für eine direkte In-situ Charakterisierung von GaN- und InGaN-Schichten während des epitaktischen Wachstums innerhalb eines Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE) Planeten-Reaktors wurde kürzlich berichtet. Die PL-Signale liefern – zum frühestmöglichen Zeitpunkt – Informationen über die aktuelle Schichtdicke, Temperatur, Komposition, Oberflächenrauheit und Selbst-Absorption. Somit sind die PL-Daten sowohl nützlich zur Kontrolle als auch zur Optimierung der Wachstumsparameter und damit vielversprechend für bessere Produkte und eine bessere Ausbeute in der LED-Industrie. Dieser technische Bericht beschreibt eine Erweiterung dieser PL-Technik auf Close Coupled Showerhead (CCS) Reaktoren mit eingeschränkten optischen Zugängen. Im Gegensatz zu verwendeten Optiken mit weiter Apertur in vorherigen Untersuchungen wird hier eine kompakte, komplett-faserbasierte optische Sonde ohne voluminöse optische Linsen, Filterelemente oder Strahlteiler verwendet.

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Metadaten
Author:Christoph Prall, Christian Kaspari, Arne Knauer, Kolja Haberland, Markus Weyers, Dirk Rueter
URL:https://www.degruyter.com/view/j/teme.2017.84.issue-11/teme-2017-0038/teme-2017-0038.xml
DOI:https://doi.org/https://doi.org/10.1515/teme-2017-0038
ISSN:0171-8096
Parent Title (English):Technisches Messen
Document Type:Article
Language:English
Year of Completion:2017
Date of first Publication:2019/02/05
Release Date:2019/02/05
Issue:84, Heft 11
First Page:747
Last Page:752
Institutes:Fachbereich 4 - Institut Mess- und Senstortechnik
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 621.3 Elektrotechnik, Elektronik
Licence (German):License LogoNo Creative Commons