Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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MS: Massenspektrometrie

MS 5: MALDI, Fallen, SSMS

MS 5.6: Vortrag

Mittwoch, 5. April 2000, 10:15–10:30, HS VII

Ladungsträgerdichte in Silicium-dotiertem Galliumarsenid — •B. Wiedemann¹, K. Bethge¹, H.C. Freyhardt², D. Jockel², J.D. Meyer¹ und H. Wagner² — ¹J.W. Goethe-Universität, Institut für Kernphysik, August-Euler-Str. 6, D-60486 Frankfurt — ²Zentrum für Funktionswerkstoffe GmbH, Windausweg 2, D-37073 Göttingen

Für den Aufbau von Hochleistungslaserdioden werden Si-dotierte GaAs-Einkristalle verwendet. Diese Kristalle werden nach dem vertikalen Gradient Freeze Verfahren gezüchtet, bei dem die GaAs-Schmelze in einem elektronisch bewegten Temperatur-Profil kristallisiert. Die mit flüssigem B₂O₃ benetzte BN-Tiegel-Wand legt die äussere Form, der Keim die kristallographische Orientierung des Einkristalls fest. Der Dampfdruck über einem Arsen-Reservoir kontrolliert die Stöchiometrie des wachsenden Kristalls. Temperatur-Gradienten an der Erstarrungsfront von 1Kcm⁻¹ bis 5Kcm⁻¹ reduzieren die Versetzungsdichte unter 100cm⁻². Die Messungen der Si-Konzentration [Si] mittels SSMS sowie der Elektronen-Anzahldichte n und Elektronen-Beweglichkeit µ_n mittels Hall-Effekt bei 300K führen im Bereich 3×10¹⁷cm⁻³≤[Si]≤3×10¹⁸cm⁻³ auf eine lineare Abhängigkeit zwischen Si-Konzentration und Ladungsträgerdichte. Die gute Übereinstimmung zwischen Si-Konzentration und Elektronen-Anzahldichte legt nahe, dass die überwiegende Anzahl der Si-Atome als Donatoren wirksam ist. Für GaAs-Einkristalle mit Si-Konzentrationen von 3.8×10¹⁷cm⁻³≤[Si]≤ 2.2× 10¹⁸cm⁻³ werden Ladungsträgerdichten von 1.8× 10¹⁷cm⁻³≤ n ≤ 2.2× 10¹⁸cm⁻³ und Beweglichkeiten von 2.7×10³cm²V⁻¹s⁻¹≥ µ_n≥1.8×10³cm²V⁻¹s⁻¹ gemessen.