Molekularstrahlepitaxie von III-V Nitriden: P-Dotierung kubischer AlyGa1-yN Epitaxieschichten und AlyGa1-yN/GaN Übergitter zur Herstellung optoelektronischer Bauelementstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Donat Josef As
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5372058

Die p- und n-Dotierung von kubischen Gruppe III-Nitriden, die epitaktisch mittels MBE herstellt werden, soll auf die ternären Verbindungen AlxGa1-xN und InyGa1-yN erweitert und deren physikalische und strukturelle Eigenschaften untersucht werden. Als Dotierstoffe sollen die Elemente Si, Mg und C verwendet werden. Ziel ist die Herstellung von p- und n-leitenden kubischen (Al,Ga,In)-N Schichten mit möglichst hoher Dotierkonzentration. Dazu soll mit massenspektrometrischen, optischen und elektrischen Methoden der Einbau und die Aktivierung dieser Dotierstoffe in der kubischen Phase studiert und die elektrischen und optischen Eigenschaften mit Hall-Effekt- und Photolumineszenzmessungen untersucht werden. Da Mg bei hohen Konzentrationen zu Kompensationseffekten neigt und in der ternären Verbindung AlxGa1-xN die Akzeptor- und Donatorbindungsenergie noch höher erwartet werden, soll als alternativer Akzeptor C eingesetzt werden. Der Einbau der Dotierstoffe Si, Mg, und C, der Legierelemente Al,Ga und In sowie der Einfluß von Restverunreinigungen von As, O, und H sollen in-situ mit massenspektrometrischen Methoden genau studiert werden. Aufgrund des hohen Hintergrunddrucks von 10-5 mbar bei der Herstellung - hervorgerufen durch die N-Quelle, konnten bisher Flußschwankungen der Dotier- oder Legierungselemente weder gemessen noch während des Wachstumsprozesses korrigiert werden. Durch eine rückseitige Beschichtung der Substrate mit Ti bzw. Mo soll eine Verbesserung der Temperaturstabilität die Herstellung dicker c-GaN-Schichten ermöglichen. Zum Schluß sollen aus den kubischen Gruppe IIINitriden p-n-Übergänge und Heteroübergänge gefertigt und deren Diodenverhalten untersucht werden. Die Optimierung der elektrischen Eigenschaften bildet eine wesentliche Voraussetzung für den Einsatz von kubischen III-Nitriden zur Herstellung von blau emittierenden Laserdioden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1032: Gruppe III-Nitride und ihre Heterostrukturen: Wachstum, materialwissenschaftliche Grundlagen und Anwendungen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Klaus Lischka