Forscher basteln an helleren LEDs

Im Rahmen eines deutsch-slowakischen Forschungsprojekts hat der Kristallzuchtspezialist Phostec eine Kristallzuchtmethode entwickelt, die bei LED-Bauelementen eine höhere Helligkeit ermöglichen soll. Die Methode erlaubt, das Vertical-Gradient-Freeze-Verfahren (VGF) auch für das Wachstum von Gallium-Phoshor-Kristallen zu nutzen. Technische Basis ist ein neuentwickelter, modularer Reaktor, der für die Schmelze und Synthese von GaP-Einkristallen (Bild) mit einem Durchmesser von 50 bis 75 Mikrometer geeignet ist.

„Mit der VGF-Methode kann die Anzahl der Strukturdefekte um den Faktor 100 bis 1.000 niedriger sein als bei kommerziell erhältlichen Cz-Kristallen“, erklärt Phostec-Geschäftsführer Jozef Matuska. Der zentrale Teil des Wafers ist dabei nahezu fehlerfrei. „Die niedrige Defektdichte des Substrats ermöglicht es, nachfolgende Epi-Schichten ebenfalls fehlerfrei auzubringen, so dass die Ausbeute steigt und die danach hergestellten LED-Bauelemente eine höhere Helligkeit besitzen“, so Matuska.

Einkristallines GaP ist optisch hochtransparent und eignet sich laut Matuska hervorragend als Substratmaterial für LEDs, aber auch für Photodioden, Solarzellen und andere optische Komponenten. Weitere technologische Vorteile der neuen VGF-GaP-Wafer, die sich auch kostensparend auf den Fertigungsprozess auswirken, sind die geringe Restspannung und ein besseres Degradationsverhalten. Das Europäische Forschungskonsortium wird die Entwicklungsarbeiten für den neuen Reaktor in wenigen Monaten abgeschlossen haben und dann neben den hochqualitativen GaP-Kristallen auch pyrolitische Bornitrid- und Graphitbeschichtungen anbieten können.