SPP 1032:  Gruppe III-Nitride und ihre Heterostrukturen: Wachstum, materialwissenschaftliche Grundlagen und Anwendungen

• Fachliche Zuordnung: Physik
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5467940

Das Schwerpunktprogramm gliedert sich thematisch in vier Problembereiche, die sich interaktiv mit Fragen des Wachstums, mit der Materialcharakterisierung, der Bauelement-Realisierung sowie der theoretischen Modellierung befassen. In der Epitaxie sollen mit den traditionellen Epitaxieverfahren MOVPE und MBE sowohl einfache InGaN- und AlGaN-Heterostrukturen als auch komplexere Schichtstrukturen für Bauelemente realisiert werden. Die Homoepitaxie entweder auf Quasisubstraten aus abgelösten HVPE-Schichten und/oder auf epitaktische überwachsenen MOVPE-Schichten (ELOG) hat gleiche Priorität. Sie soll es ermöglichen, zu einem besseren Verständnis der Zusammenhänge zwischen struktureller Qualität einerseits und optischen und elektronischen Eigenschaften andererseits zu gelangen. Dementsprechend werden optische, elektronische und strukturelle Eigenschaften der Epitaxieschichten systematisch charakterisiert. Gewinn- und Verlustmechanismen in der Ladungsträgerdynamik sind umfassend zu analysieren und zu modellieren. Mikroskopische Modelle für die relevanten Materialdefekte sind zu entwickeln und sollen durch theoretische Berechnungen unterstützt werden. Bei den Bauelementen sollen Transistorstrukturen (HFET, HBT) gleichwertig zur Opto-Elektronik (LED, Laser) bearbeitet werden. Die bei der Bauelementrealsierung auftretenden Probleme wie elektrische Kontakte, Performance, Stabilität und Ursachen möglicher Degradation müssen unter Einbezug der Strukturierungsprobleme behandelt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Adsorbate und Schottky-Kontakte auf Gruppe III-Nitriden (Antragsteller Mönch, Winfried )
• AlGaN/GaN-basierende Gas-, Flüssigkeits- und Drucksensoren für hohe Temperaturen und chemisch aggressive Umgebungen (Antragsteller Stutzmann, Martin )
• Atomistische Untersuchungen zu Stabilität und Eigenschaften von Defekten in Galliumnitrid sowie zur Optimierung von kubischen Gruppe III-Nitrid-Übergittern für optoelektronische Bauelemente (Antragsteller Frauenheim, Thomas )
• Aufklärung der Einbau- und Kompensationsmechanismen von Störstellen in GaN-Halbleiterstrukturen mittels linearer und nichtlinearer optischer Spektroskopie (Antragsteller Hoffmann, Axel )
• Bandstruktur und Störstellen in ternären Nitridverbindungen (Antragsteller Meyer, Bruno Karl )
• Charakterisierung der Kanalstromdispersion in GaN-HFETs im Zeit-, Frequenz- und Temperaturbereich sowie Einfluß der Oberflächenpassivierung. Korrelation mit der Piezo-Dipolladung des verspannten Heterostruktursystems (Antragsteller Kohn, Erhard )
• Charakterisierung von Heterostrukturen aus Gruppe-III-Nitriden mit resonanter Brillouin- und Rayleighstreuung (Antragsteller Stolz, Heinrich )
• Dotierung von Galliumnitrid durch Ionenimplantation (Antragsteller Rauschenbach, Bernd )
• Einfluß von Verspannung, Komposition und Schichtung auf die Eigenschaften von Nitriden: Ab initio Berechnungen (Antragsteller Bechstedt, Friedhelm )
• Elektronenmikroskopie von AlGaN/GaN und InGaN/GaN-Heterostrukturen (Antragsteller Strunk, Horst Paul )
• Elektronenmikroskopische Charakterisierung von Bauelementstrukturen aus Nitrid-Heteroschichten (Antragsteller Kubalek, Erich )
• Elektronische Transporteigenschaften polarisationsinduzierter, zweidimensionaler Elektronen- und Löchergase in AlInGaN/GaN-basierenden Heterostrukturen hergestellt durch Epitaxie auf freitragenden GaN- bzw. Saphir-Substraten (Antragsteller Stutzmann, Martin )
• Epitaktisches Wachstum von LEDs und Laserdioden der Gruppe III-Nitride mittels MOVPE und MBE (Antragsteller Hommel, Detlef )
• Epitaxie auf freitragenden GaN-Substraten (Antragsteller Stutzmann, Martin )
• Epitaxie von AlN auf Si für akustische Oberflächenwellenbauelemente (Antragsteller Richter, Wolfgang )
• Gate-Recess-Prozeß für GaN-Hochleistungs-FETs (Antragsteller Schweizer, Heinz )
• Herstellung und Untersuchung von elektrisch betriebenen AlGaN/GaN/GaInN-DFB-Laserstrukturen (Antragsteller Schweizer, Heinz )
• Herstellung von GaN/SiC-Heterostrukturen mittels Niederdruck-CVD (Antragsteller Meyer, Bruno Karl )
• Herstellung von Quasi-Substraten durch laterales epitaktisches Überwachsen (ELOG) mit Chlorhydrid-Gasphasenepitaxie (Antragsteller Meyer, Bruno Karl )
• Koordinationsfonds im Schwerpunktprogramm (Antragsteller Stutzmann, Martin )
• Maßgeschneiderte metallorganische Precursoren zur Abscheidung und p-Dotierung (Mg) von GaN (Antragsteller Fischer, Roland A. )
• MBE-Wachstum von GaN auf einem stark fehlangepaßten Substrat (Antragsteller Hommel, Detlef )
• Metallorganische Gasphasenepitaxie von Gruppe III-Nitriden mit neuartigen Quellen (Antragsteller Pohl, Udo W. )
• Mikroskopische Charakterisierung komplexer Gruppe III-Nitridstrukturen mit Kathodolumineszenz und Ramanspektroskopie: Korrelation von strukturellen, elektronischen und optischen Eigenschaften (Antragsteller Thomsen, Christian )
• Mikroskopische Charakterisierung komplexer Gruppe III-Nitridstrukturen mit Kathodolumineszenz und Ramanspektroskopie: Korrelation von strukturellen, elektronischen und optischen Eigenschaften (Antragsteller Christen, Jürgen )
• Mikroskopische Charakterisierung von Defekten und Dotieratomen in Galluimnitrid mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie (Antragsteller Urban, Knut W. )
• MOCVD von (InGaAl)N/GaN Schichtstrukturen auf strukturiertem Silizium-Substrat (Antragsteller Bimberg, Dieter )
• Modellierung, Simulation und Optimierung der Herstellung von GaN-basierenden heterostruktur Feldeffekttransistoren insbesondere mit InGaN Kanal (Antragsteller Kohn, Erhard )
• Modellierung von Lumineszenzdioden und Injektionslasern aus Gruppe II-Nitriden (Antragsteller Brandt, Oliver )
• Modellierung von Lumineszenzdioden und Injektionslasern aus Gruppe III-Nitriden (Antragsteller Wünsche, Hans-Jürgen )
• Molekularstrahlepitaxie von III-Nitriden: Herstellung und Charakterisierung von GaN-GaAlN-InGaN Quantum Well Strukturen (Antragsteller Lischka, Klaus )
• Molekularstrahlepitaxie von III-V Nitriden: P-Dotierung kubischer AlyGa1-yN Epitaxieschichten und AlyGa1-yN/GaN Übergitter zur Herstellung optoelektronischer Bauelementstrukturen (Antragsteller As, Donat Josef )
• Nichtlineare Spektroskopie an Gruppe III-Nitriden (Antragsteller Fröhlich, Dietmar )
• Optische Verstärkung, Verstärkungssättigung und Wellenleitung in Gruppe III-Nitrid-Heterostrukturen (Antragsteller Michler, Peter )
• Quantitative Analyse von Elementverteilungen in Gruppe-III-Nitridschichten und ihren Heterostrukturen mittels Elastic Recoil Detection (Antragsteller Dollinger, Günther )
• Quantitative transmissionselektronenmikroskopische Analyse von Zusammensetzungsfluktuationen in InGaN: Ursachen und Korrelation mit Photolumineszenz (Antragstellerin Gerthsen, Dagmar )
• Rekombinationsprozesse und lokale elektronische Eigenschaften in (Al,Ga,In)N-Heterostrukturen (Antragsteller Hangleiter, Andreas )
• Schichtstrukturen für GaN basierende Feldeffekttransistoren: Materialherstellung und Charakterisierung (Antragsteller Ebeling, Karl Joachim )
• Spontane Polarisation in (Al,Ga,In)N-Heterostrukturen (Antragsteller Hangleiter, Andreas )
• Spontane Rekombination und optische Verstärkung in (Al, Ga, In)N-Heterostrukturen (Antragsteller Hangleiter, Andreas )
• Streuprozesse und Ladungsträgertransport in sub-mikron III-Nitrid-Heterostrutur-Feldeffekttransistoren (Antragsteller Vogl, Peter )
• Störstellen und Grenzflächendefekte in auf GaN-basierenden Bauelementestrukturen, untersucht mit elektrischen und photoelektrischen Spektroskopieverfahren (Antragsteller Witte, Hartmut )
• Surfactant-induziertes Wachstum von GaN-Oberflächen (Antragsteller Neugebauer, Jörg )
• Synthese, Reinigung und Charakterisierung neuer MOVPE-Quellen zur Abscheidung von Gruppe IIIa-Nitriden (Antragsteller Schumann, Herbert )
• Theoretische Studien Elektronischer und Struktureller Eigenschaften von Gruppe III-Nitriden sowie ihrer Oberflächen und Grenzflächen (Antragsteller Pollmann, Johannes )
• Untersuchung der strahlenden und nichtstrahlenden Prozesse in Gruppe III-Nitriden als Mittel zur Aufklärung der Gewinn- und Verlustmechanismen (Antragsteller Hoffmann, Axel )
• Untersuchung des Wachstumsmechanismus bei der Galliumnitrid-Abscheidung durch Charakterisierung der Gasphase im thermischen MOCVD-Prozeß (Antragstellerin Kohse-Höinghaus, Katharina )
• Untersuchung von Verspannung und Piezoelektrizität in GaInN-GaN-Hetero- und Quantenfilmstrukturen (Antragsteller Scholz, Ferdinand )
• Untersuchung von Verspannungsphänomenen in GaN-Schichten unter Einsatz hochauflösender Röntgendiffraktometrie bei variabler Meßtemperatur (Antragstellerin Heinke, Heidrun )
• Untersuchungen zum Zerfall metallorganischer Einkomponenten-Vorläufermoleküle mittels Matrix-Tieftemperatur-Isolation (Antragsteller Müller, Jens )
• Verallgemeinerte Infrarot-Ellipsometrie von Kristallstruktur- und Ladungsträger-Effekten in komplexen Heterostrukturen von Gruppe III-Nitriden (Antragsteller Rheinländer, Bernd )
• Verspannte AlGaN/InGaN Doppelheterostrukturen auf 6H-SiC: Struktur, elektrische Eigenschaften und HEMT Anwendungen (Antragstellerin Gerthsen, Dagmar )
• Verspannte AlGaN/InGaN Doppelheterostrukturen auf 6H-SiC: Struktur, elektrische Eigenschaften und HEMT Anwendungen (Antragstellerin Rizzi, Angela )
• Wachstum von Gruppe III-Nitrid Bauelementen auf Silizium Substraten (Antragsteller Krost, Alois )

• Sprecher: Professor Dr. Bruno Karl Meyer (†)
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Martin Stutzmann