Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 3: GaN I

HL 3.12: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 13:15–13:30, H2

Auswirkungen der Polarität auf die elektrischen und strukturellen Eigenschaften von AlGaN/GaN Heterostrukturen — •Andrea Mitchell¹, Roman Dimitrov¹, Lars Wittmer¹, Oliver Ambacher² und Martin Stutzmann¹ — ¹Walter Schottky Institut, Technische Universität München, Am Coulombwall, 85748 Garching — ²School of Electrical Engineering, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA

Eine wichtige Besonderheit der Gruppe-III-Nitride ist, daß die erste gewachsene Monolage Einfluß auf die Polarität der gesamten Schicht hat. Ist die erste Monolage Gallium bzw. Stickstoff, so ist die Struktur N-face bzw. Ga-face. Im Gegensatz zu gängigen MOCVD und Ammoniak MBE Proben, die alle Ga-face aufweisen, ist es mit PIMBE (Plasma Induced Molecular Beam Epitaxy) möglich, Ga-face und N-face Strukturen zu wachsen. Strukturen ohne Pufferschicht sind N-face. Wenn zuerst eine dünne AlN Pufferschicht gewachsen wird, zeigen die Strukturen Ga-face Charakter. Deutlich wird das in dem Verhalten von zweidimensionalen Elektronengasen. In N-face c-plane Saphir/GaN/Al_xGa_1−xN/GaN bilden sie sich an der Oberseite, in Ga-face Saphir/AlN/GaN/Al_xGa_1−xN an der Unterseite der AlGaN Schicht aus. Bei Zimmertemperatur erreichen wir Beweglichkeiten von bis zu 1150 cm²/Vs in N-face Strukturen (3500 cm²/Vs bei 77 K) und 740 cm²/Vs in Ga-face Strukturen (1300 cm²/Vs bei 77 K). AFM Messungen zeigen eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit bei Ga-face Strukturen. Mit hochauflösender Röntgendiffraktion (HRXRD) wurden Verspannung und Zusammensetzung der Proben untersucht.