Objekt-Metadaten
Elektrische Charakterisierung von GaN-basierten Halbleitersystemen

Autor :André Krtschil
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Naturwissenschaften
Datum :17.02.2000
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00004599
 
Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Halbleitersysteme auf Basis der Gruppe-III-Nitride stehen seit einigen Jahren im Mittelpunkt des Forschungsinteresses und führten innerhalb dieser bemerkenswert kurzen Zeit zu neuartigen Anwendungen von elektronischen Bauelementen wie z.B. UV-Laserdioden und visible-blind-Photodetektoren. Trotzdem sind wesentliche Fragestellungen wie das Auftreten und die Wirkungsweise von elektrisch aktiven Defekten in diesem Materialsystem und mögliche Zusammenhänge zum Wachstumsprozeß bisher noch nicht vollständig geklärt. Speziell der gegenwärtige Kenntnisstand über molekularstrahlepitaktisch (MBE) abgeschiedenes Galliumnitrid ist nur als unzureichend zu bezeichnen. Die vorliegende Arbeit stellt die erste systematische Untersuchung der elektrischen Defekteigenschaften dieser speziell gewachsenen GaN-Schichten dar. Anhand einer komparativen Studie mit verschiedenen elektrischen und photoelektrischen Meßmethoden werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede im Defektspektrum von molekularstrahl- und gasphasenepitaktisch gewachsenen GaN-Schichten auf Saphirsubstrat herausgearbeitet. Es wird gezeigt, daß die Raumladungszonen MBE-gewachsener GaN-Schichten Störungen aufweisen, die makroskopisch zu Raumladungszusammenbrüchen bei höheren Frequenzen führen und durch ein Pinning des Ferminiveaus an dominante Störstellen erklärbar sind. Weiterhin wird untersucht, wie sich die Parameter der verwendeten Stickstoff-Plasmaquelle beim MBE-Prozeß auf die Schichteigenschaften auswirken und wie diese mit der Existenz von Defekten korreliert werden können. Die dabei auftretenden Defektbildungsmechanismen werden mit der Generation von intrinsischen Defekten als Folge einer Ionenimplantation verglichen. Am Beispiel der Dotierung mit verschiedenen Akzeptormaterialien wird untersucht, unter welchen Voraussetzungen ein Wechsel des Leitungstyps zur p-Leitung erzielbar ist und welche Rolle dabei die Kompensation durch unerwünscht generierte Defekte spielt. Das bis hierher vorgestellte Bild über Störstellen in einfachen GaN-Schichten wird im weiteren Verlauf auf reale Bauelementestrukturen, das bedeutet in der Regel komplexe Heterostrukturen, ausgedehnt. Im Hinblick auf die essentielle Bedeutung von Defekten für die elektrischen Bauelementeigenschaften wird untersucht, welche Möglichkeiten der Separation der verschiedenen Zustände in solchen Strukturen gegeben sind. Am Beispiel von GaN/SiC- und GaN/GaAs-Heterostrukturen wird demonstriert, wie mit admittanzspektroskopischen Verfahren unter Zuhilfenahme eines Modells zur Beschreibung der Gesamtstruktur und einer Variation der Meßparameter eine Zurückführung der integralen Defekteigenschaften der Heterostrukturen auf die der Einzelkomponenten und eine konkrete Zuordnung der einzelnen Störstellen erfolgen kann. Diese Herangehensweise ermöglicht eine zerstörungsfreie Charakterisierung der Defekteigenschaften der Einzelschichten und Grenzflächen innerhalb des fertigen Bauelements.
Schlagwörter :Galliumnitrid, elektrische und photoelektrische Eigenschaften, Heterostrukturen, Störstellen
Defekte, Dotierung, Ionenimplantation, Schottky-Raumladung
Rechte :Dieser Text ist urheberrechtlich geschützt.
Größe :III, 133 S.
 
Erstellt am :18.09.2008 - 09:18:46
Letzte Änderung :22.04.2010 - 09:02:42
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00004599
Statische URL :http://edoc.bibliothek.uni-halle.de/servlets/DocumentServlet?id=4599