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HL: Halbleiterphysik

HL 25: GaN I

HL 25.4: Talk

Thursday, March 20, 1997, 11:00–11:15, H1

Verspannung und Relaxation im Materialsystem (Al In Ga)N — •O. Gfrörer, T. Schlüsener, V. Härle, F. Scholz und A. Hangleiter — Universität Stuttgart, 4. Physikalisches Institut, Pfaffenwaldring 57, D-70550 Stuttgart

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Proben des Materialsystems (AlGaIn)N verschiedener Komposition und Schichtdicke untersucht, die mittels LP-MOVPE gewachsen wurden. Eines der grundsätzlichen Probleme beim epitaktischen Wachstum der III-V-Nitride ist die Wahl geeigneter Substratmaterialien, da es bisher nicht gelungen ist Volumenmaterial in ausreichender Größe herzustellen. Bei den in Betracht kommenden unterscheiden sich generell sowohl die Gitterkonstanten als auch die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von denen des (AlGaIn)N. Trotz der wesentlich kleineren Gitterkonstante der auf Saphir gewachsen Schichten führt dies zu keiner nennenwerten Verspannung, da das Nitrid während des Wachstums durch Bildung von Versetzungen relaxiert. Durch unterschiedliche thermischen Ausdehnungskoeffizienten hingegen sind die Schichten nach Abkühlung von der Wachstumstemperatur verspannt. Durch Kathodolumineszenzspektroskopie konnte die Art und Größe der Verspannung für verschiedene Schichtfolgen bestimmt, sowie Informationen über Relaxationsmechanismen gewonnen werden. Für das Materialsystem GaN/ Saphir wurde eine maximal mögliche kompressive Verspannung von 0.2% ermittelt, die Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten wurde für T=6...300K zu Δ α = 1.2· 10⁻⁶ K⁻¹ bestimmt.