Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 29: GaN: Pr
äparation und Charakterisierung II
HL 29.5: Vortrag
Mittwoch, 26. März 2003, 15:30–15:45, BEY/118
Defektreduktion in GaN-basierten Heterostrukturen durch SiN-Zwischenschichten — •Jens Dennemarck, Tim Böttcher, Roland Kröger, Akio Ueta, Claudia Roder und Detlef Hommel — Universität Bremen, Otto-Hahn-Allee NW1, 28359 Bremen
Bei der Heteroepitaxie von GaN auf Saphir (0001) mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie entstehen typischerweise Strukturen mit Defektdichten im Bereich von 1× 109 cm−2. Eine in-situ anzuwendende Methode zur Defektreduktion sind SiN-Zwischenschichten [1], die die Oberfläche als fraktionale Monolage bedecken. Der Haftkoeffizient der Atome auf SiN ist sehr klein, so daß ein Inselwachstumsmodus erzwungen wird, bei dem das SiN lateral überwachsen wird. Es bilden sich Versetzungsschleifen, die die beobachtete Reduktion der Defektdichte erklären. Da die Wahrscheinlichkeit der Versetzungsterminierung mit der Versetzungsdichte ansteigt, ist der Prozeß insbesondere bei hohen Dichten effizient.
Je nach SiN-Bedeckungsgrad ist das Inselwachstum unterschiedlich stark ausgeprägt, und entsprechend variiert auch die resultierende Versetzungsdichte in der aufgewachsenen Schicht. Des weiteren erzeugt der mit dem Inselwachstum verbundene Koaleszenzprozess eine tensile Verspannung, wie sie auch beim Wachtum auf Saphir beobachtet wird [2]. Sie ist direkt abhängig von der Größe der Inseln und damit von der SiN Depositionszeit. Dieser Zusammenhang von SiN-Bedeckung und Verspannung wird anhand von in-situ Reflektometrie, Photolumineszenz und hochauflösender Röntgendiffraktometrie diskutiert. [1] S.Tanaka et al., JJAP 30, L831 (2000). [2] T.Böttcher et al., APL 78, 1976 (2001).