Modulation des Fremdstoffeinbaus bei III-V-Halbleitern durch zeitabhängige Transport- und anisotrope Phasengrenzphänomene
Der Einfluss unterschiedlicher Transport- und atomarer Einbaumechanismen auf das Wachstum von III-V-Verbindungshalbleitern wird mithilfe der Charakterisierungsmethoden Phasenkontrastmikroskopie und hochauflösender Photolumineszenz am Beispiel von aus der metallischen Lösung gezüchtetem hochdotiertem InP:S und (Ga,Al)Sb untersucht und mit den entwickelten theoretischen Modellen und numerischen Simulationen konsistent erklärt. Systematische Untersuchungen von InP:S ermöglichen eine geschlossene Darstellung der Makrosegregation wobei unterschiedliche Transportmoden, sowie der Einfluss der Zentralfacette und damit der Wachstumskinetik auf die Segregation berücksichtigt werden. Mithilfe numerischer Simulationen im Mikrobereich ist es möglich, die Variation der Kristallzusammensetzung einer Makrostufe aufgrund anisotroper Grenzflächenkinetik theoretisch zu erfassen. Eine selbstkonsistente Modellierung wurde im Vergleich mit umfangreichen Messungen, an Makrostufen möglich. Des weiteren wird der Einfluss zeitabhängiger Transportmechanismen anhand der langsamen Kristallrotation und einer sich ändernden Restgravitation auf die Wachstumsprozesse untersucht. Der Gezeiteneffekt, als dominante Ursache für die Restgravitation, kann experimentell in beiden untersuchten Materialsystemen anhand zeitabhängiger Wachstumsstreifung im Kristall nachgewiesen werden und unterstützt durch numerische 3d-Simulationen der Einfluss des Orbits eines Satelliten auf die Konvektion und das Wachstum aufgezeigt werden.
III-V-Halbleiter, Kristallzusammensetzung, Makrostufe, Striations, Modellierung, III-V-semiconductor, crystal-composition, macrostep, modeling
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