Dipl.-Phys. Zadig Kollonitsch :

Zur atomaren und elektronischen Struktur der Oberflächen und Grenzflächen antimonhaltiger Halbleiter

Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fachbereich Ingenieurwissenschaften, 2005-04-06

BetreuerIn: Prof. Dr. rer.-nat. Franz-Josef Tegude , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fachbereich Ingenieurwissenschaften, Abt. f. Elektrotechnik

GutachterIn: Prof. Dr. rer.-nat. Franz-Josef Tegude , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fachbereich Ingenieurwissenschaften, Abt. f. Elektrotechnik
GutachterIn: Prof. Dr. rer.-nat. Frank Willig , Hahn-Meitner-Institut Berlin, Abteilung Dynamik von Grenzflächenreaktionen (SE4)

Schlüsselwörter in Deutsch: III-V Halbleiter, Antimonide, RAS, RDS, MOVPE, MOCVD, ternäre Mischkristalle, Oberflächenrekonstruktion, Heterogrenzflächen
Schlüsselwörter in Englisch: ternary semiconductor alloys, surface reconstruction, antimonides, MOVPE, III-V semiconductor, MOCVD, RDS, RAS, heterointerfaces

  
   
 Klassifikation     
 Abstrakt     
   

Abstrakt in Deutsch

 Es wurde der Einfluss der Gruppe-V-Terminierung von GaAsSb(100)-Oberflächen auf InP/GaAsSb-Grenzflächen untersucht. Die Proben wurden mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) auf InP-Substraten abgeschieden. An den bisher wenig untersuchten GaAsSb(100)-Oberflächen wurde in-situ Reflexions Anisotropie/Differenz (RA/RD) Spektroskopie gemessen. Dabei konnten charakteristische RA Spektren einer Sb-reichen und einer As-reichen GaAsSb(100)-Oberflächenpräparation unterschieden werden. Nach der kontaminationsfreien Überführung der Proben vom MOVPE-Reaktor ins Ultrahochvakuum (UHV) wurden diese mit Photoelektronenspektroskopie (UPS, XPS) und mit der Beugung niederenergetischer Elektronen (LEED) charakterisiert. Diese Messungen sind die ersten dieser Art an MOVPE-präparierten GaAsSb(100)-Oberflächen. Die Sb-reiche GaAsSb(100)-Oberfläche bildete eine (4×3)-Rekonstruktion, die As-reiche GaAsSb(100)-Oberfläche eine c(4×4)-Rekonstruktion. Davon ausgehend wurde beim Wachstum von InP auf GaAsSb(100) eine As- und eine Sb-reiche Präparation der InP/GaAsSb-Grenzfläche unterschieden. Die Untersuchung der so präparierten InP/GaAsSb-Heterokontakte zeigte, dass die Sb-Segregation in die InP-Schicht von der Terminierung der GaAsSb(100)-Oberfläche abhing. Auf der Basis des InP/GaAsSb-Heterokontaktes wurden zwei Bauelementstrukturen hergestellt: Eine Solarzellenstruktur und eine p-Typ Resonanz Tunneldiode. Die ersten Kennlinien der Bauelemente stehen im Einklang mit den Ergebnissen aus den Strukturuntersuchungen des InP/GaAsSb-Heterokontaktes.

Abstrakt in Englisch

 The effect of the group-V termination of GaAsSb(100) surfaces on the sharpness of InP/GaAsSb heterointerfaces was investigated. Lattice matched GaAsSb/InP(100)-layers were grown by metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE). Contamination free sample transfer from the MOVPE reactor into ultrahigh vacuum (UHV) allowed for the correlation of in-situ reflectance anisotropy/difference (RA/RD) spectra with low energy electron diffraction (LEED) and photoelectron spectra (XPS/UPS). The in-situ RA spectra indicated that the GaAsSb surface was Sb-rich during growth and turned preferably into an As-rich surface after growth. With LEED and XPS the Sb-rich and As-rich surfaces were correlated with (4×3) and c(4×4) symmetries, respectively. These are well known reconstructions from the related binaries GaAs and GaSb. The study of the InP/GaAsSb interfaces compared the two ordered GaAsSb(100) surfaces as templates for InP growth. XPS measurements of InP/GaAsSb interfaces taken in UHV and I-V curves of InP/GaAsSb resonant tunneling diodes indicated that Sb segregation into a subsequent InP layer was significantly lower when the InP film was grown on the c(4×4) reconstructed GaAsSb surface compared to the (4×3) reconstructed surface.