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    Growth and Properties of Intentionally Carbon-Doped GaN Layers
    (Weinheim : Wiley-VCH, 2019) Richter, Eberhard; Beyer, Franziska C.; Zimmermann, Friederike; Gärtner, Günter; Irmscher, Klaus; Gamov, Ivan; Heitmann, Johannes; Weyers, Markus; Tränkle, Günther
    Carbon-doping of GaN layers with thickness in the mm-range is performed by hydride vapor phase epitaxy. Characterization by optical and electrical measurements reveals semi-insulating behavior with a maximum of specific resistivity of 2 × 1010 Ω cm at room temperature found for a carbon concentration of 8.8 × 1018 cm−3. For higher carbon levels up to 3.5 × 1019 cm−3, a slight increase of the conductivity is observed and related to self-compensation and passivation of the acceptor. The acceptor can be identified as CN with an electrical activation energy of 0.94 eV and partial passivation by interstitial hydrogen. In addition, two differently oriented tri-carbon defects, CN-a-CGa-a-CN and CN-a-CGa-c-CN, are identified which probably compensate about two-thirds of the carbon which is incorporated in excess of 2 × 1018 cm−3. © 2019 The Authors. Published by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
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    Current Status of Carbon‐Related Defect Luminescence in GaN
    (Weinheim : Wiley-VCH, 2021) Zimmermann, Friederike; Beyer, Jan; Röder, Christian; Beyer, Franziska C.; Richter, Eberhard; Irmscher, Klaus; Heitmann, Johannes
    Highly insulating layers are a prerequisite for gallium nitride (GaN)-based power electronic devices. For this purpose, carbon doping is one of the currently pursued approaches. However, its impact on the optical and electrical properties of GaN has been widely debated in the scientific community. For further improvement of device performance, a better understanding of the role of related defects is essential. To study optically active point defects, photoluminescence is one of the most frequently used experimental characterization techniques. Herein, the main recent advances in the attribution of carbon-related photoluminescence bands are reviewed, which were enabled by the interplay of a refinement of growth and characterization techniques and state-of-the-art first-principles calculations developed during the last decade. The predicted electronic structures of isolated carbon defects and selected carbon-impurity complexes are compared to experimental results. Taking into account both of these, a comprehensive overview on the present state of interpretation of carbon-related broad luminescence bands in bulk GaN is presented.
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    GaN Dioden und selbstsperrende GaN Schalttransistoren für effiziente Leistungswandler (GaN Powerswitch) : Verbundprojekt Leistungswandler in GaN-Technologie zur Erschließung ungenutzter Energiepotentiale (PowerGaNPlus) ; im BMBF Verbundvorhaben Leistungselektronik zur Energieeffizienz-Steigerung (LES) ; Laufzeit des Vorhabens: 1.06.2010 bis 31.05.2013
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2014) Hilt, Oliver
    Es wurden GaN-basierte laterale Dioden mit geringer Einsatzspannung und intrinsisch selbstsperrende Transistoren für den Einsatz in Schaltkonvertern realisiert. Transisorergebnisse: - Basierend auf dem p-GaN-Gate Modul wurden selbstsperrende 100 m / 600 V Transistoren mit 1 V Einsatzspannung realisiert. - Durch den Einsatz eines eisendotierten GaN-Puffers konnte die Erhöhung des dynamischen Einschaltwiderstands für das 250 V Schalten auf den Faktor 2.6 reduziert werden. - Die Schaltverluste sind kleiner als für Si-basierte Superjunction MOSFETs. Diodenergebnisse: - Durch die Entwicklung des zurückgesetzten Anodenkontaktes konnten 300 m / 600 V Dioden mit 0.5 V Einsatzspannung realisiert werden. - Die Schaltverluste sind so klein wie bei SiC-basierten HV-Schottkydioden. - Die Dioden wurden erfolgreich im Boost-Konverter (Systemdemonstrator) der Uni Erlangen eingesetzt.