Steuerbare Gleichrichtung in Halbleiter-Nanostrukturen - Universität ...

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2.2. Realisierung eines zweidimensionalen Elektronengases
Al Ga As
2DEG
c d s
z < 0 z > 0
0
∆E C
Ga As
1 µm
Fermi-Energie
c = Abschlussschicht
d = Dotierte Schicht
s = Trennschicht
1. Subband
2. Subband
Abbildung 2.2.: Leitungsbandkantenverlauf eines typischen MODFETs. Für die Energie
des Leitungsbandes EC bildet bei z = 0 ein Minimum aus, in dem
das 2DEG entsteht. Die Isolationsschicht s liegt zwischen 2DEG und n-
dotierter AlxGa1−xAs-Schicht d. Schicht c sorgt für einen schützenden Ab-
schluss (Abbildung nach [13]).
mit Beweglichkeiten von über µ = 1000 m2
Vs gerecht werden [8, 11, 12].
Die Heterostruktur eines MODFETs ist mit ihrem Leitungsbandkantenverlauf in Abbil-
dung 2.2 schematisch dargestellt. Das 2DEG bildet sich an der Grenzschicht zwischen
GaAs und AlxGa1−xAs bei z = 0 aus. Die Schichtfolge beginnt mit einer dicken GaAs-
Schicht, die durch eine ca. 20 nm starke, undotierte AlxGa1−xAs-Schicht von den Do-
tieratomen getrennt wird 1 . Die isolierende Wirkung ist durch die größere Bandlücke des
AlxGa1−xAs gegenüber dem GaAs gegeben. Die dotierte Schicht kann entweder eine n-
dotierte AlxGa1−xAs-Schicht oder eine 1-2 Monolagen umfassende δ-Dotierung sein. Durch
die räumliche Trennung der ionisierten Donatoratome vom 2DEG wird ihr negativer Ein-
fluss als Streupotentiale unterdrückt und die Elektronen-Beweglichkeit µ nicht beeinflusst.
Abgeschlossen wird die Heterostruktur meist mit einer leicht n-dotierten GaAs-Schicht, die
1 Die in dieser Arbeit verwendeten Heterostrukturen besitzen einen Aluminiumanteil von x = 0,34 − 0,35
[14, 15].
EC
EF
E F
z
EC
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