Plasmaunterst?tzte Molekularstrahlepitaxie von AlGaN/GaN-Heterostrukturen: Substrateinfluss auf die strukturellen, optischen und elektrischen Eigensch

Ziel dieser Arbeit ist die Herstellung hochqualitativer AlGaN/GaN-Heterostrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) f?r die Anwendung in Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMTs). Eingangs wird das verwendete MBE-System systematisch charakterisiert. Dabei werden technisch relevante Parameter, wie die Schichtdickeninhomogenit?t, untersucht. Davon ausgehend wird der Einfluss der Wachstumsbedingungen auf die Morphologie und Kristallqualit?t der gewachsenen GaN-Schichten untersucht. Sie zeichnen sich durch atomar glatte Oberfl?chen und beste Kristallqualit?t aus. Anschlie end steht die Entwicklung hochpr?ziser und ultrareiner Heterostrukturen im Fokus. Dazu werden kurzperiodische AlGaN/GaN-?bergitter als vielseitige Teststruktur etabliert. Hochaufgel?ste R?ntgenbeugung an diesen ?bergittern erlaubt Zugriff auf relevante Strukturparameter wie Aluminiumgehalt, Schichtdicke, Kristallqualit?t und Grenzfl?chenperfektion. Die Ergebnisse zeigen das Erreichen extrem scharfer Grenzfl?chen, exakter Schichtdickenkontrolle und hochpr?ziser Periodizit?t in den Heterostrukturen an. Die Substratqualit?t stellt sich dabei als limitierender Faktor f?r die strukturelle Perfektion der MBE-gewachsenen Strukturen heraus. Zeitaufgel?ste Photolumineszenzmessungen an ausgew?hlten ?bergittern zeigen zudem, dass die Exzitonenlebensdauer analog zur strukturellen Qualit?t mit zunehmender Versetzungsdichte im verwendeten Substrat abnimmt. Untersuchungen zur Reinheit des gewachsenen GaNs zeigen, dass Sauerstoff, der als Donator wirkt, die dominierende Hintergrundverunreinigung ist. Es zeigt sich, dass unter optimaler Wachstumsst?chiometrie die Wachstumstemperatur der Schl?sselparameter f?r die Kontrolle seines Einbaus ist. Alle 50 K reduziert sich die Konzentration an eingebautem Sauerstoff um eine Gr? enordnung. Bei einer Wachstumstemperatur von 665 C zeigt das gewachsene GaN isolierendes Verhalten. Diese Materialreinheit ist die Grundvoraussetzung f?r ein pr?zises Schaltverhalte

Author: Felix Schubert

Publisher: Books on Demand

Publication Date: 42566

Number of Pages: 134 pages

Binding: Technology & Engineering

ISBN-10: 374122863X

ISBN-13: 9783741228636