Herstellung von AlN-Volumenkristallen als Substrate für das Wachstum defektarmer(Al,Ga)N MBE-Schichten

• Antragsteller: Dr. Dirk G. Ebling
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5261600

Aufgrund des hohen Bandabstandes der aluminiumreichen Legierungen AlxGa1-xN von bis zu 6.2 eV (entsprechend einer Wellenlänge von etwa 200 nm) für das reine AIN eignet sich diese Materialgruppe im besonderen Maße zur Entwicklung von optoelektronischen Komponenten für den kurzwelligen Bereich wie z.B. von UV-Detektoren. Mit Hilfe der Molekularstrahlepitaxie (MBE) soll die epitaktische Abscheidung des binären Verbindungshalbleiters AIN sowie des ternären Systems AlxGa1-xN, ausgehend von der aluminiumreichen Seite, untersucht werden (FMF). Die Abscheidung soll hauptsächlich auf SiC erfolgen, das gerade für AIN aufgrund der guten Übereinstimmung der Gitterkonstanten und des thermischen Ausdehnungskoeffizienten besonders geeignet ist. Übertroffen werden diese Substrateigenschaften nur noch durch AIN-Einkristalle für die Homoepitaxie. Diese sollen als weiterer Schwerpunkt dieses Projektes mit geeigneten Verfahren defektarm hergestellt werden (Erlangen). Für die Epitaxie stehen sowohl Untersuchungen zu den Wachstumsmechanismen in Abhängigkeit vom Substratmaterial und den Wachstumsparametern und die Dotierbarkeit der Schichten im Vordergrund. Schwerpunkt der Arbeiten zum Wachstumsmechanismus bildet die Untersuchung des Einflusses der Morphologie von SiC- und AIN-Substraten auf die Struktur des Interfaces sowie auf die Defektbildung in der Epitaxieschicht. Für eine Dotierung soll der Einbau von Kohlenstoff, Magnesium und von Si sowie die Kodotierung dieser Dotierstoffe in Abhängigkeit von Al/Ga-Gehalt untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Klaus Werner Benz