{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1308"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1308","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Wachstum und Realstruktur von epitaktischen (Al,Ga)N-Schichten","abstract":"In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Wachstumsparameter auf die Realstruktur von binären GaN-, AlN- und ternären (Al,Ga)N-Schichten untersucht. Die Abscheidung der Schichten erfolgte heteroepitaktisch mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) auf den Substraten Al2O3 (0001), Si (111) und 6H-SiC (0001).
Die Untersuchungen konzentrierten sich auf Oberflächenmorphologie und Mosaikstruktur der Nitrid-Schichten, die Bildung von Stapelfehlern und Polytypen in diesen Schichten und insbesondere bei den (Al,Ga)N-Mischkristallschichten auf die spontan gebildeten Überstrukturen. Für diese Untersuchungen wurden vor allem Beugungsverfahren (RHEED, HRXRD, TEM) aber auch mikroskopische Techniken (AFM, REM) eingesetzt.
Das Wachstum der Gruppe-III-Nitride wird durch Struktur und Beschaffenheit der Substratoberfläche stark beeinflusst. Durch geeignete Nukleations- und optimierte Wachstumsparameter können trotz großer Gitterfehlanpassungen zum Substrat einkristalline Schichten abgeschieden werden. Die (Al,Ga)N-Mischkristallzusammensetzung wird wesentlich von der Wachstumstemperatur, dem V/III-Verhältnis und dem Aluminium/ Gallium-Verhältnis bestimmt.
(Al,Ga)N-Schichten, die bei 993 K abgeschieden wurden, zeigten fehlorientierte Domänen eines hexagonalen (2H) sowie des kubischen (3C) und - erstmals in dieser Arbeit nachgewiesen - eines rhomboedrischen (9R) Polytyps, deren Bildung auf Stapelfehler zurückgeführt werden kann. Erst bei Wachstumstemperaturen oberhalb 1093 K werden einphasig-einkristalline (Al,Ga)N-Schichten des Wurtzit-Polytyps beobachtet.
Für einige (Al,Ga)N-Schichten wurde die Bildung selbstinduzierter Überstrukturen beobachtet. Neben dem bereits bekannten „1 : 1-Basaltyp“ werden mit dem „8 : 2-Basaltyp“ und „1 : 1-Pyramidaltyp“ zwei neue Strukturtypen erstmals beschrieben.","abstract_html":"In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Wachstumsparameter auf die Realstruktur von binären GaN-, AlN- und ternären (Al,Ga)N-Schichten untersucht. Die Abscheidung der Schichten erfolgte heteroepitaktisch mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) auf den Substraten Al2O3 (0001), Si (111) und 6H-SiC (0001). <br>Die Untersuchungen konzentrierten sich auf Oberflächenmorphologie und Mosaikstruktur der Nitrid-Schichten, die Bildung von Stapelfehlern und Polytypen in diesen Schichten und insbesondere bei den (Al,Ga)N-Mischkristallschichten auf die spontan gebildeten Überstrukturen. Für diese Untersuchungen wurden vor allem Beugungsverfahren (RHEED, HRXRD, TEM) aber auch mikroskopische Techniken (AFM, REM) eingesetzt. <br>Das Wachstum der Gruppe-III-Nitride wird durch Struktur und Beschaffenheit der Substratoberfläche stark beeinflusst. Durch geeignete Nukleations- und optimierte Wachstumsparameter können trotz großer Gitterfehlanpassungen zum Substrat einkristalline Schichten abgeschieden werden. Die (Al,Ga)N-Mischkristallzusammensetzung wird wesentlich von der Wachstumstemperatur, dem V/III-Verhältnis und dem Aluminium/ Gallium-Verhältnis bestimmt. <br>(Al,Ga)N-Schichten, die bei 993 K abgeschieden wurden, zeigten fehlorientierte Domänen eines hexagonalen (2H) sowie des kubischen (3C) und - erstmals in dieser Arbeit nachgewiesen - eines rhomboedrischen (9R) Polytyps, deren Bildung auf Stapelfehler zurückgeführt werden kann. Erst bei Wachstumstemperaturen oberhalb 1093 K werden einphasig-einkristalline (Al,Ga)N-Schichten des Wurtzit-Polytyps beobachtet. <br>Für einige (Al,Ga)N-Schichten wurde die Bildung selbstinduzierter Überstrukturen beobachtet. Neben dem bereits bekannten „1 : 1-Basaltyp“ werden mit dem „8 : 2-Basaltyp“ und „1 : 1-Pyramidaltyp“ zwei neue Strukturtypen erstmals beschrieben.","abstract_has_math":false,"creators":["Kirste, Lutz"],"institution":null,"degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":["Benz, Klaus-Werner"],"advisors":[],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":null,"date_issued":"","date_published":null,"updated_at":"2026-07-24T02:22:10Z","subjects":["Aluminium-Galliumnitrid","Selbstinduzierte Überstruktur","III-V semiconductor","wide-bandgap semiconductor","molecular beam epitaxy","high resolution X-ray diffraction","chemical ordering"],"languages":[],"rights":[],"rights_urls":[],"identifier_entries":[]},"links":{"outbound_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/data/1308","outbound_label":"Repository record","outbound_source":"source_url"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:contributor","label":"Contributor","values":["Benz, Klaus-Werner"]},{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["Kirste, Lutz"]}]},{"id":"academic_context","label":"Academic Context","entries":[{"key":"dc:type","label":"Dc Type","values":["DoctoralThesis"]}]},{"id":"subjects_keywords","label":"Subjects and Keywords","entries":[{"key":"dc:subject","label":"Dc Subject","values":["Aluminium-Galliumnitrid","Selbstinduzierte Überstruktur","III-V semiconductor","wide-bandgap semiconductor","molecular beam epitaxy","high resolution X-ray diffraction","chemical ordering"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description.abstract","label":"Abstract","values":["In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Wachstumsparameter auf die Realstruktur von binären GaN-, AlN- und ternären (Al,Ga)N-Schichten untersucht. Die Abscheidung der Schichten erfolgte heteroepitaktisch mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) auf den Substraten Al2O3 (0001), Si (111) und 6H-SiC (0001).
Die Untersuchungen konzentrierten sich auf Oberflächenmorphologie und Mosaikstruktur der Nitrid-Schichten, die Bildung von Stapelfehlern und Polytypen in diesen Schichten und insbesondere bei den (Al,Ga)N-Mischkristallschichten auf die spontan gebildeten Überstrukturen. Für diese Untersuchungen wurden vor allem Beugungsverfahren (RHEED, HRXRD, TEM) aber auch mikroskopische Techniken (AFM, REM) eingesetzt.
Das Wachstum der Gruppe-III-Nitride wird durch Struktur und Beschaffenheit der Substratoberfläche stark beeinflusst. Durch geeignete Nukleations- und optimierte Wachstumsparameter können trotz großer Gitterfehlanpassungen zum Substrat einkristalline Schichten abgeschieden werden. Die (Al,Ga)N-Mischkristallzusammensetzung wird wesentlich von der Wachstumstemperatur, dem V/III-Verhältnis und dem Aluminium/ Gallium-Verhältnis bestimmt.
(Al,Ga)N-Schichten, die bei 993 K abgeschieden wurden, zeigten fehlorientierte Domänen eines hexagonalen (2H) sowie des kubischen (3C) und - erstmals in dieser Arbeit nachgewiesen - eines rhomboedrischen (9R) Polytyps, deren Bildung auf Stapelfehler zurückgeführt werden kann. Erst bei Wachstumstemperaturen oberhalb 1093 K werden einphasig-einkristalline (Al,Ga)N-Schichten des Wurtzit-Polytyps beobachtet.
Für einige (Al,Ga)N-Schichten wurde die Bildung selbstinduzierter Überstrukturen beobachtet. Neben dem bereits bekannten „1 : 1-Basaltyp“ werden mit dem „8 : 2-Basaltyp“ und „1 : 1-Pyramidaltyp“ zwei neue Strukturtypen erstmals beschrieben.","This work investigates the influence of growth parameters on the defect structure of binary GaN, AlN, and ternary (Al,Ga)N films. These films were deposited by molecular beam epitaxy (MBE) on single crystal sapphire (0001), silicon (111) and 6H-silicon carbide (0001) substrates.
The characterization of the nitride films concentrated on the surface morphology and the mosaic structure, with special attention to the formation of stacking faults and polytypes and spontaneous ordering (only with (Al,Ga)N films). Characterization techniques comprised difffraction methods (RHEED, HRXRD, TEM) and microscopy (AFM, SEM).
The growth of group-III nitrides is strongly influenced by the nature of the substrate surface. Single crystalline films can be grown under suitable nucleation and growth conditions, even when the lattice mismatch between film and substrate is very large. The composition of ternary (Al,Ga)N films is governed by substrate temperature, the III/V ratio and the Al/Ga ratio.
(Al,Ga)N films grown at 993 K show misoriented domains of hexagonal (2H), cubic (3C) and - demonstrated here for the first time - rhombohedral (9R) polytypes. Growth of 2H polytype single crystal (Al,Ga)N films required growth temperatures above 1093 K .
Some (Al,Ga)N films exhibited spontaneous ordering. Apart from the well known “1:1 basal type“ ordering, two new ordered structures were found and described: “8:2 basal type” and “1:1 pyramidal type”."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Wachstum und Realstruktur von epitaktischen (Al,Ga)N-Schichten","Growth and defectstructure of Epitaxial (Al,Ga)N-Layers"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Benz, Klaus-Werner"],"dc:creator":["Kirste, Lutz"],"dc:description.abstract":["In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Wachstumsparameter auf die Realstruktur von binären GaN-, AlN- und ternären (Al,Ga)N-Schichten untersucht. Die Abscheidung der Schichten erfolgte heteroepitaktisch mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) auf den Substraten Al2O3 (0001), Si (111) und 6H-SiC (0001).
Die Untersuchungen konzentrierten sich auf Oberflächenmorphologie und Mosaikstruktur der Nitrid-Schichten, die Bildung von Stapelfehlern und Polytypen in diesen Schichten und insbesondere bei den (Al,Ga)N-Mischkristallschichten auf die spontan gebildeten Überstrukturen. Für diese Untersuchungen wurden vor allem Beugungsverfahren (RHEED, HRXRD, TEM) aber auch mikroskopische Techniken (AFM, REM) eingesetzt.
Das Wachstum der Gruppe-III-Nitride wird durch Struktur und Beschaffenheit der Substratoberfläche stark beeinflusst. Durch geeignete Nukleations- und optimierte Wachstumsparameter können trotz großer Gitterfehlanpassungen zum Substrat einkristalline Schichten abgeschieden werden. Die (Al,Ga)N-Mischkristallzusammensetzung wird wesentlich von der Wachstumstemperatur, dem V/III-Verhältnis und dem Aluminium/ Gallium-Verhältnis bestimmt.
(Al,Ga)N-Schichten, die bei 993 K abgeschieden wurden, zeigten fehlorientierte Domänen eines hexagonalen (2H) sowie des kubischen (3C) und - erstmals in dieser Arbeit nachgewiesen - eines rhomboedrischen (9R) Polytyps, deren Bildung auf Stapelfehler zurückgeführt werden kann. Erst bei Wachstumstemperaturen oberhalb 1093 K werden einphasig-einkristalline (Al,Ga)N-Schichten des Wurtzit-Polytyps beobachtet.
Für einige (Al,Ga)N-Schichten wurde die Bildung selbstinduzierter Überstrukturen beobachtet. Neben dem bereits bekannten „1 : 1-Basaltyp“ werden mit dem „8 : 2-Basaltyp“ und „1 : 1-Pyramidaltyp“ zwei neue Strukturtypen erstmals beschrieben.","This work investigates the influence of growth parameters on the defect structure of binary GaN, AlN, and ternary (Al,Ga)N films. These films were deposited by molecular beam epitaxy (MBE) on single crystal sapphire (0001), silicon (111) and 6H-silicon carbide (0001) substrates.
The characterization of the nitride films concentrated on the surface morphology and the mosaic structure, with special attention to the formation of stacking faults and polytypes and spontaneous ordering (only with (Al,Ga)N films). Characterization techniques comprised difffraction methods (RHEED, HRXRD, TEM) and microscopy (AFM, SEM).
The growth of group-III nitrides is strongly influenced by the nature of the substrate surface. Single crystalline films can be grown under suitable nucleation and growth conditions, even when the lattice mismatch between film and substrate is very large. The composition of ternary (Al,Ga)N films is governed by substrate temperature, the III/V ratio and the Al/Ga ratio.
(Al,Ga)N films grown at 993 K show misoriented domains of hexagonal (2H), cubic (3C) and - demonstrated here for the first time - rhombohedral (9R) polytypes. Growth of 2H polytype single crystal (Al,Ga)N films required growth temperatures above 1093 K .
Some (Al,Ga)N films exhibited spontaneous ordering. Apart from the well known “1:1 basal type“ ordering, two new ordered structures were found and described: “8:2 basal type” and “1:1 pyramidal type”."],"dc:format.medium":["application/pdf"],"dc:subject":["Aluminium-Galliumnitrid","Selbstinduzierte Überstruktur","III-V semiconductor","wide-bandgap semiconductor","molecular beam epitaxy","high resolution X-ray diffraction","chemical ordering"],"dc:title":["Wachstum und Realstruktur von epitaktischen (Al,Ga)N-Schichten","Growth and defectstructure of Epitaxial (Al,Ga)N-Layers"],"dc:type":["DoctoralThesis"]},"updated_at":"2026-07-24T02:22:10Z"}