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| Book/Report | FZJ-2018-07122 |
1994
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag
Jülich
Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/20329
Report No.: Juel-2985
Abstract: In der vorliegenden Arbeit wurden Ga$_{1-x}$ In$_{x}$As/InP-Heterostrukturen nach dem Verfahren der metallorganischen Gasphasenepitaxie hergestellt, ihre strukturellen, elektrischen und optischen Eigenschaften untersucht und im Hinblick auf HEMT-Anwendungen optimiert. Für die Herstellung der Schichten mit einer bestehenden Niederdruck-MOVPE-Anlage wurde dazu zunächst ein Prozeß etabliert, mit dem hochreine InP- und Ga$_{0,47}$In$_{0,53}$As-Schichten von sehr guter Kristallinität abgeschieden werden konnten. Mittels Schwefel bzw. Zink war außerdem ihre gezielte n- und p-Dotierung möglich. Durch die Kombination der Materialien in einer moduiationsdotierten Heterostruktur (invertierte HEMT-Struktur) konnte in gitterangepaßtem GaInAs ein 2DEG erzeugt werden, in dem die Elektronen bei einer Dichte von 5,6 x 10$^{11}$ cm_$^{-2}$ mit 215.000 cm$^{2}$/Vs bei 5 K eine sehr hohe Tieftemperaturbeweglichkeit aufwiesen. Für die bei diesem Aufbau zur Herstellung von Gate-Kontakten notwendige Erhöhung der Schottky-Barriere des GaInAs wurden zwei verschiedene Ansätze erfolgreich angewendet. Durch eine Bandverbiegung mittels einer dünnen p-dotierten GalnAs-Deckschicht konnte die effektive Höhe der Barriere zum undotierten GaInAs von 0,2 auf 0,68 eV gesteigert werden. Dies stellt den bisher höchsten gemessenen Wert einer Schottky-Barriere auf n-leitendem GaInAs dar. Daneben wurden auch undotierte Deckschichten aus anderen Materialen mit größeren Bandlocken zur Barrierenerhöhung eingesetzt. Mit einer 60 nm dicken InP-Deckschicht ließ sich dabei eine Barrierenhohe von immerhin 0,55 eV erreichen, was der Höhe entspricht, die auch direkt auf n-leitendem lnP gemessen wird. An Hand einer ersten Transistorteststruktur, in der die 2DEG-Struktur mit einer InP-Deckschicht zur Barrierenerhöhung versehen wurde, konnte anschließend gezeigt werden, daß dieses Materialsystem zur Herstellung von Transistoren geeignet ist. Es zeichnet sich dabei durch eine besonders hohe Spannungsfestigkeit aus. Zur Steigerung der Leitfähigkeit im 2D-Kanal wurde das gitterangepaßte Materialsystem um In-reiches, verspanntes Ga$_{1-x}$In$_{x}$As erweitert, von dem zunächst einige Materialeigenschaften untersucht wurden. Für die[...]
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