Münster 1999 – scientific programme
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HL: Halbleiterphysik
HL 15: GaN II
HL 15.5: Talk
Tuesday, March 23, 1999, 11:30–11:45, H2
Stress in GaN:Si — •L. Görgens1, O. Ambacher2, M. Stutzmann2, F. Scholz3 und J. Off3 — 1TU-München, E12, 85748 Garching — 2Walter Schottky Institut,TU-München, 85748 Garching — 34.Physikalisches Institut, Kristallabor, Universität Stuttgart, 70569 Stuttgart
Silizium ist im GaN-System der am häufigsten benutzte Donator. Neben dem Einsatz als Dotand wird Silizium aber auch zur Verbesserung der strukturellen Qualität von Nitrid-Schichten verwendet. In diesem Fall soll der durch die Heteroepitaxie entstandene Stress schneller abgebaut und die Versetzungsdichte im Material reduziert werden.
Mit hochauflösender Röntgendiffraktometrie (HRXRD) wurden die Gitterkonstanten von ca. 1 µ m dicken GaN:Si Schichten, mit unterschiedlicher Si-Konzentration bestimmt. Die mit Hall-Messungen bestimmte Ladungsträgerkonzentration in den Schichten liegt zwischen n = 4.7· 1016 cm−3 (undotierte Probe) und n = 8· 1018 cm−3. Zur Bestimmung der Bandlücke wurden temperaturabhängige Photolumineszens-Messungen (PL) und PDS-Messungen (photothermische Deflektionsspektroskopie) durchgeführt. Die Rauhigkeit der Oberflächen wurde mit AFM (atomic force microscopy) bestimmt. Die Ergebnisse aus den HRXRD-Messungen zeigen eine hohe Schichtqualität bis zu einer Ladungsträgerkonzentration von n = 1· 1018 cm−3, bei höheren nimmt die strukturelle Qualität ab. Die undotierten und schwach dotierten Schichten sind kompressiv verspannt, die am stärksten dotierten Schichten zeigen eine deutlich tensil verspannte Struktur. Die Oberflächenmorphologie geht von einer glatten Oberfläche mit atomaren Stufen über zu einer welligen Oberfläche, mit einer Wellenperiode im Bereich von etwa 1 µ m.