Regensburg 2004 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 12: Poster I

HL 12.101: Poster

Montag, 8. März 2004, 16:30–19:00, Poster A

Selektiven Epitaxie in der MOVPE von GaN und InGaN Inseln auf maskierten GaN Buffern — •V. Perez-Solorzano, M. Ubl, H. Gräbeldinger, H. Schweizer und M. Jetter — 4. Physikalisches Institut, Pfaffenwaldring 57, 70550 Stuttgart

Die Gruppe-III-Nitride werden seit etwa 10 Jahren weltweit intensiv untersucht, wegen ihrer großen Bedeutung in der kurzwelligen Optoelektronik. Bei der Ausdehnung in den blau-grünen Spektralbereich stellte sich jedoch heraus, dass aufgrund der ausgeprägten Mischungslücke in InGaN und AlGaInN, die Synthese von homogenen Schichten mit hohem In-Anteil praktisch nicht möglich ist. Eine mögliche Lösung den blau-grünen Spektralbereich dennoch zu erreichen, stellt das Wachstum von selbstorganisierten Quantenpunkten dar. Wegen der geringen Tendenz der Nitride Quantenpunkte im Stranski-Krastanow-Wachstumsmodus zu entwickeln, wurden spezielle Oberflächenbeschichtungen oder strukturierte Oberflächen eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit des gezielten Inselwachstums stellt die selektive Epitaxie von InGaN, bzw. GaN auf maskierten GaN-Templaten dar. Als Maskenmaterial wurde bei den ersten Versuchen gesputtertes SiO₂, mit einer Dicke von ca. 30nm, verwendet. Die Maske wurde auf ein GaN-Template, gewachsen auf Al₂O₃, aufgebracht. Die Oberfläche des SiO₂ erschien sehr glatt und homogen. Mittels optischer Lithographie wurden in einer Lackschicht über der SiO₂-Maske runde Löcher, mit einen Durchmesser zwischen 3µ m und 4,5µ m definiert. Über einen Trockenätzschritt wurden diese dann auf die Maske übertragen. Das so präparierte GaN-Template wurden anschliein der Niederdruck-MOVPE (AIX 200RF mit horizontalem Quarzreaktor) mit nominell 30nm GaN überwachsen (Wachstumsrate: 21,7 nm/min bei 1120^∘C). Schon Aufnahmen mit dem optischen Mikroskop zeigten die klare Selektivität der Maske. Das Wachstum hat nur in den, bis auf das GaN reichenden Löchern stattgefunden. Dies konnte auch mit Kathodolumineszenzmessungen (CL) in den Löchern und auf der Maske bestätigt werden. Die GaN-CL war nur in den Löchern zu beobachten. Rasterelektronenmikroskopie (REM) Aufnahmen zeigten, dass über den Löchern Pyramiden mit einer hexagonalen Basis entstanden sind. Die Basis der Pyramiden war im Durchschnitt gröals die Maske, wobei das GaN nicht auf der Maske gewachsen ist, sondern lateral aus dem post" über dem Loch. Im nächsten Schritt wird das Wachstum von InGaN, sowie die Entfernung der Maske untersucht.