Wachstum und Realstruktur von epitaktischen (Al,Ga)N-Schichten

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.

Author dc:creator

• Kirste, Lutz

Contributors dc:contributor

• Benz, Klaus-Werner

• Aluminium-Galliumnitrid
• Selbstinduzierte Überstruktur
• III-V semiconductor
• wide-bandgap semiconductor
• molecular beam epitaxy
• high resolution X-ray diffraction
• chemical ordering

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