Metallorganische Gasphasenepitaxie und Charakterisierung ...

6 Kapitel 2: Physikalische Eigenschaften von ZnO
und Zink-Volumenkristallen [Özg05]. Diese Phase besteht aus zwei hexagonalen Untergittern.
Diese sind dicht gepackt mit jeweils einer Atomsorte und um 5�8 ¤ c in c-Richtung verschoben.
Die Stapelfolge in c-Richtung ist ABABAB. . . von paarweise angeordneten Schichten aus Zn- und
O-Atomen. In Abb. 2.1 entspricht A beispielsweise den blauen und B den roten Kugeln.
Die Einheitszelle wird durch die drei Basisvektoren �a1, �a2 und �c aufgespannt. Die ersten beiden
stehen in einem Winkel von 120° zueinander und ziehen die Basalebene auf. Darauf senkrecht
steht die Hauptachse �c. Abb. 2.2 zeigt die Anordnung der Basisvektoren und einige Netzebenen
der Wurtzitstruktur.
(0001)
a1 a1
c
a2 a2
(0110)
(1100) Abb. 2.2: Basisvektoren und einige indizierte Kristallflächen
120° (1010)
der hexagonalen Wurtzit-Struktur.
In c-Richtung wächst ZnO am schnellsten [Lau60]. Beim Wachstum bilden sich zahlreiche Kolum-
nen. Das dreidimensionale Wachstum startet an Wachstumskeimen auf der Oberfläche, welche die
Zentren der hexagonalen Kolumnen sind. Die Wachstumsinseln werden mit fortdauernder Epita-
xie größer, treffen schließlich aufeinander und bilden eine geschlossene Schicht. Dennoch sind
die einzelnen Kolumnen verdreht und verkippt zueinander, was die kristallografische Qualität
solcherart Schichten beeinflusst [For03, Ole07].
2.2 Dotierung von ZnO
Für die Realisierung optoelektronischer Bauelemente auf der Basis von ZnO ist sowohl n-leitendes
als auch p-leitendes ZnO von Nöten. ZnO erweist sich allerdings als renitent der bipolaren Do-
tierung gegenüber. Während die n-Dotierung keinerlei Schwierigkeiten bereitet, wurde es trotz
großer Anstrengungen in den letzten Jahren nicht geschafft, reproduzierbar und langzeitstabil
p-Typ ZnO herzustellen. Auch beispielsweise beim ZnSe gab es lange Zeit Probleme bei der
bipolaren Dotierung [Neu89], allerdings konnten diese überwunden werden durch Entwicklung
neuer Methoden diesbezüglich, was der Einsatz dieses Halbleiters in Lasern eindrucksvoll be-
weist [Kat98, Str01, Sch02].
Es gibt zwar zahlreiche Berichte zu p-Typ ZnO, allerdings sind in nur wenigen Arbeiten plausible