Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Donnerstag
HL 44.83 Do 16:30 Poster A
Zusammensetzungsanalyse an getemperten InGaN-
Quantumwell-Strukturen mittels hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie
(HRTEM) — •C. Bilzer 1 , K.
Engl 1 , J. Zweck 1 , A. Leber 2 , A. Weimar 2 , A. Lell 2 und V.
Härle 2 — 1 Institut für Experimentelle und Angewandte Physik,
Universität Regensburg, Universitätsstr. 31, D-93053 Regensburg,
Germany — 2 OSRAM Opto Semiconductors GmbH, Wernerwerkstr. 2,
D-93049 Regensburg, Germany
Die Eigenschaften von Halbleiterlasern auf GaN-Basis hängen wesentlich
vom Aufbau der aktiven Zone ab. Durch die Transmissionselektronenmikroskopie
wird die Abbildung der aktiven Zone mit atomarer
Auflösung ermöglicht. Die Auswertung entsprechender HRTEM
Abbildungen mittels des Software-Pakets DALI (Digital Analysis of
Lattice Images) [1] liefert aus den Gitterabständen den lokalen In-
Gehalt in den Quantumwells. Untersucht wurden Einfach- und Mehrfach-
Quantumwellstrukturen mit unterschiedlichem In-Gehalt. Insbesondere
wurde die Auswirkung von variierenden Temperschritten auf die Homogenität
der In-Verteilung in den Quantumwells analysiert.
[1] A. Rosenauer et al.: Optik 102(2), 63 (1996)
HL 44.84 Do 16:30 Poster A
TEM-Analyse zur Defektdichtereduzierung mittels in situ deponierten
SiNx Zwischenlagen in AlGaN/GaN-Heterostrukturen
auf SiC und Al2O3 — •M. Beer 1 , K. Engl 1 , J. Zweck 1 , S. Miller 2 ,
S. Bader 2 , G. Brüderl 2 , A. Lell 2 und V. Härle 2 — 1 Institut für
Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Regensburg, Universitätsstr.
31, D-93053 Regensburg, Germany — 2 OSRAM Opto Semiconductors
GmbH, Wernerwerkstr. 2, D-93043 Regensburg, Germany
Bei standardmäßig mit MOVPE gewachsenen GaN-Heterostrukturen
auf SiC liegt die Versetzungsdichte im Bereich von 10 9 cm −2 . Für
blaue Laser mit guten Leistungsdaten und hoher Lebensdauer benötigt
man hohe kristalline Qualität und niedrige Versetzungsdichten. Eine
einfache Möglichkeit, die Versetzungsdichte bei MOVPE gewachsenen
GaN-Heterostrukturen zu reduzieren, ist das Einbringen einer SiNx-
Zwischenschicht in (Al)GaN. Die (Al)GaN-Oberfläche wird bei der
Behandlung mit NH3 und SiH4 teilweise mit SiNx bedeckt. Diese
bedeckten Bereiche werden wegen des geringeren Haftkoeffizienten von
(Al)GaN auf SiNx lateral überwachsen, was zur Auslöschung von
Versetzungen und somit zur Reduzierung der Versetzungsdichte führt.
Der Verlauf der Versetzungen und die Versetzungsdichte wurden mittels
TEM untersucht. Es zeigt sich eine Reduzierung der Versetzungsdichte
um ca. eine Größenordnung, die im wesentlichen auf die Reduzierung
von Stufenversetzungen zurückgeführt werden kann.
HL 44.85 Do 16:30 Poster A
Ultraschmale Linienbreiten von InGaN Quantenfilmemissionen
mit hochaufgelöster optischer Rasternahfeldspektroskopie —
•G. Klewer, F. Hitzel, U. Rossow und A. Hangleiter — Institut
für Technische Physik, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstr.
2, D-38106 Braunschweig
Trotz industrieller Fertigung von InGaN basierten Lichtemittern gibt
es in diesem Materialsystem noch immer viele offene Fragen, eine davon
die Unwirksamkeit der Defekte als nichtstrahlende Rekombinationszentren.
In diesem Zusammenhang wurden derartige Strukturen bei tiefen
Temperaturen von etwa 20 K mit einem optischen Nahfeldmikroskop
(SNOM) untersucht. Dieses liefert einerseits eine sehr hohe örtliche
Auflösung und andererseits an jedem Punkt der Probe ein komplettes
optisches Spektrum. In vielen Fällen lieferte die Beobachtung mit dem
SNOM neben der Hauptemission von ca. 2,9 eV viele weitere Emissionen
mit Linienbreiten von ca. 2 nm, die allein durch das spektrale Auflösungsvermögen
der Apparatur begrenzt wurden. Diese liegen im Vergleich zur
Hauptemission etwa 150 - 200 meV höherenergetisch. Ebenso sind sie
lokal begrenzt, jede Emission tritt nur in einem kleinen Gebiet von ca.
200 - 300 nm Durchmesser auf. Aus anderen für diese Proben eher untypischen
Emissionsmerkmalen konnte eine räumliche Auflösung in der
Größenordnung von λ/10 festgestellt werden. Entgegen der landläufigen
Meinung, dass die Emission in InGaN Quantenfilmen von lokal begrenzten
Gebieten kleinerer Bandlücke herrührt, zeigen diese Messungen eher
ein entgegengesetztes Verhalten, nämlich dass in der Tat Gebiete andersartiger
Bandlücke existieren, diese aber eine größere Bandlücke besitzen.
HL 44.86 Do 16:30 Poster A
Growth of GaN on Si(111) by Molecular Beam Epitaxy —
•Ralph Meijers, Raffaella Calarco, and Hans Lüth — Institut
für Schichten und Grenzflächen (ISG-1) and cni - Center of Nanoelectronic
Systems for Information Technology , Forschungszentrum Jülich,
52425 Jülich, Germany
The growth of GaN on Si(111) substrate was performed by molecular
beam epitaxy (MBE) with an RF-plasma source. Different III-N flux
ratios and substrate temperatures were chosen as optimization parameters.
The layers were characterized with atomic force microscopy (AFM),
X-ray diffraction (XRD) and Rutherford backscattering measurements
(RBS). Significant improvement of the GaN properties was reached using
an AlN seed layer. First, few aluminium monolayers were deposited on
the Si substrate (Tsub=770 ◦ C), then nitrogen exposure followed to form
AlN, thus preventing amorphous silicon nitride formation on the clean
Si substrate. With the aim to provide a better lattice match for the subsequent
growth of GaN, an AlGaN interlayer with different thicknesses
and alloy composition was grown on top of the AlN nucleation layer. The
GaN on top was grown under different growth conditions. In conclusion
the AlN/AlGaN buffer layer improves the GaN growth on Si(111).
HL 44.87 Do 16:30 Poster A
TEM investigation on selforganized superlattice formation in
AlGaN on Si(111) — •Karl Engl, Andreas Able, Josef Zweck,
and Werner Wegscheider — Institut für Experimentelle und Angewandte
Physik, Universität Regensburg, Universitätsstr. 31, D-93053 Regensburg,
Germany
AlGaN/GaN heterostructures were grown on Si(111) substrates by
metal organic vapour phase epitaxy (MOVPE) to investigate the selforganized
superlattice formation in AlGaN. The samples were characterized
using high resolution transmission electron microscopy (HRTEM),
high resolution x-ray diffraction (HRXRD) and photoluminescence measurements.
We observe a formation of selforganized superlattices with
periods around 3.1nm. We present results on the influence of different
growth parameters on the selforganization in AlGaN layers and suggest
a model for the mechanism of selforganized superlattice formation.
HL 44.88 Do 16:30 Poster A
Epitaktisch gewachsene Palladium-Kontakte auf p-GaN
(0001) — •Andreas Tausendfreund, Jens Dennemarck, Tim
Böttcher, Sven Einfeldt und Detlef Hommel — Institut
für Festkörperphysik, Universität Bremen, Otto-Hahn-Allee 1, 28359
Bremen
Die Realisierung niederohmiger Kontakte auf p-GaN ist bis zum
heutigen Tag eine große technische Herausforderung. Die Vorbehandlung
der p-GaN-Oberfläche und die abschließende thermische Behandlung
der Kontakte spielen hierbei die wesentliche Rolle und werden
in dieser Arbeit systematisch untersucht. Zur Reinigung der in der
Metallorganischen Dampfphasenepitaxie (MOVPE) erzeugten p-GaN-
Oberflächen kamen verschiedene Naßätz- und Plasmareinigungsverfahren
zur Anwendung. Diese vorbehandelten Oberflächen wurden mit Hilfe
der Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie bezüglich Deoxidation und
Passivierung gegenüber Oxidation untersucht. Danach wurden dünne
Palladium-Filme verschiedener Dicke in der Molekularstrahlepitaxieanlage
(MBE) aufgebracht und deren Wachstum über Reflexionselektronenbeugung
(RHEED) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) kontrolliert.
Es konnte gezeigt werden, dass ein relaxierter Palladium-Film epitaktisch
unter Bildung einer zweidimensionalen Terassenstruktur in (111)-
Richtung aufwächst. Die gewachsenen Palladium-Kontakte wurden mit
Gold bedampft und die gemessenen Kontaktwiderstände in Abhängigkeit
von der Vorbehandlung und der thermischen Nachbehandlung untersucht.
HL 44.89 Do 16:30 Poster A
Einfluss von AlN-Zwischenschichten auf die Lumineszenz von
InGaN-Filmen — •Anja Brostowski, Lars Reissmann, Andre
Strittmatter und Dieter Bimberg — Technische Universität
Berlin, Institut für Festköerperphysik, Sekr. PN 5-2, Hardenbergstr. 36,
10623 Berlin
Bauelement-relevante Schichtdicken von Nitrid-Heterostrukturen auf
Si-Substraten lassen sich bisher nur durch die Verwendung von AlN-
Zwischenschichten rissfrei herstellen. Andererseits fügen solche AlN-
Schichten große Diskontinuitäten in die Bandstruktur der Bauelemente
ein und nichtleitende Eigenschaften besitzen. Daher sind auch negative
Auswirkungen auf elektrische und optische Eigenschaften von