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HL: Halbleiterphysik

HL 23: GaN II

HL 23.9: Vortrag

Dienstag, 24. März 1998, 18:00–18:15, H15

Schichteigenschaften von Ca- und C-dotiertem GaN — •U. Birkle, M. Fehrer, C. Fechtmann, S. Einfeldt, V. Kirchner und D. Hommel — Institut für Festkörperphysik, Universität Bremen

Eine Schwierigkeit bei der Realisierung von GaN-Bauelementen liegt in der p-Dotierbarkeit des Materials. Donatorkonzentrationen in der Grössenordnung von 10¹⁷ cm⁻³ in nominell undotierten Schichten müssen zunächst kompensiert werden. Als Akzeptor wird üblicherweise Mg eingesetzt, welches aber eine relativ große Ionisierungsenergie E_A von ca. 200 meV besitzt, was eine nur geringe elektrische Aktivierung bei Raumtemperatur zur Folge hat. Der alternative Einbau von Ca in GaN könnte aufgrund der 4s²-Elektronenkonfiguration eine geringere E_A aufweisen. Ca und C besitzen darüber hinaus einen hohen Haftkoeffizienten. Wir haben während des MBE-Wachstums von GaN elementares Ca und C verdampft. Die so dotierten Schichten wurden durch temperaturabhängige Hall-Messungen elektrisch charakterisiert. Beide Dotierelemente ergeben bei zunehmendem Einbau eine Kompensation der n-Hintergrunddotierung. Untersuchungen der symmetrischen und asymmetrischen Röntgenreflexe geben Aufschluß über die Einbaumechanismen und die strukturelle Qualität. Erste Photolumineszenz-Spektren zeigen DAP-Rekombinationen mit ihren Phononenrepliken bei C-dotiertem GaN. Die Schichteigenschaften von GaN:Ca und GaN:C werden in Abhängigkeit von den Wachstumsbedingungen diskutiert und direkt mit p-GaN:Mg verglichen.