TEM-Untersuchungen an GaN basierten Halbleiterheterostrukturen für optoelektronische Anwendungen:
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2013
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| adam_text | TEM-UNTERSUCHUNGEN AN GAN
BASIERTEN HALBLEITERHETEROSTRUKTUREN FUER
OPTOELEKTRONISCHE ANWENDUNGEN
DISSERTATION
ZUR ERLANGUNG DES DOKTORGRADES
DER NATURWISSENSCHAFTEN (DR. RER. NAT.)
DER FAKULTAET FUER PHYSIK
DER UNIVERSITAET REGENSBURG
VORGELEGT VON
MARTIN BEER
AUS PASSAU
MAERZ 2013
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INHALTSVERZEICHNIS
*V
1 EINLEITUNG 7
2 TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE 11
2.1 AUFBAU EINES ELEKTRONENMIKROSKOPS 11
2.2 BILDENTSTEHUNG IM TEM - THEORIE 14
2.2.1 KONTRASTENTSTEHUNG IM TEM 14
2.2.2 BILDENTSTEHUNG IM TEM 17
2.3 XEDS 23
2.3.1 ENTSTEHUNG UND DETEKTION DER ROENTGENSTRAHLUNG 23
2.3.2 BERECHNUNG DER ELEMENTZUSAMMENSETZUNG 27
2.4 DALI-AUSWERTUNGEN 27
2.4.1 GRUNDLAGEN DER DALI METHODE 28
2.4.2 EXPERIMENTELLE DURCHFUEHRUNG 30
2.5 PROBENPRAEPARATION 30
2.5.1 QUERSCHNITTSPRAEPARATION 33
2.5.2 *PLAN-VIEW -PRAEPARATION 35
3 MATERIADSYSTEM 37
3.1 GRUPPE-III-NITRIDE - EIGENSCHAFTEN 37
3.2
KRISTALLPROJEKTIONEN UND -ORIENTIERUNGEN IM
TEM 40
3.3 WACHSTUM VON GRUPPE-III-NITRIDEN 42
3.4 LED - UND LASERSTRUKTUREN 48
3.4.1 SCHICHTAUFBAU 48
3.4.2 EINFLUSSPARAMETER FUER DIE EMISSIONSWELLENLAENGE 50
4 INHALTSVERZEICHNIS
4 VERSETZUNGEN 53
4.1 DEFINITIONEN 53
4.2 VERSETZUNGSTYPEN IN GRUPPE-III-NITRIDEN 55
4.3 ENSTEHUNG VON VERSETZUNGEN IN GRUPPE-III-NITRIDEN 56
4.3.1 ANPASSUNGSVERSETZUNGEN 57
4.3.2 DURCHSTOSSVERSETZUNGEN 58
4.4 VERSETZUNGSANALYSE IM TEM 59
4.4.1 VERSETZUNGSANALYSE AN QUERSCHNITTSPRAEPARATEN 59
4.4.2 VERSETZUNGSANALYSE AN PLAN-VIEW PRAEPARATEN 62
4.5 WEITERE MESSMETHODEN ZUR VERSETZUNGSANALYSE 65
4.5.1 ETCH PIT DENSITY (EPD) 65
4.5.2 ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE 65
5 VERSETZUNGSANALYSE 69
5.1 VERSETZUNGSANALYSE BEI EPITAXIE AUF VERSCHIEDENEN SUBSTRATEN . . 70
5.1.1 VERSETZUNGEN BEI HETEROEPITAXIE AUF SAPHIR- UND SILIZIUMKARBID-
SUBSTRATEN 71
5.1.2 VERSETZUNGEN BEI HOMOAPITAXIE AUF GAN-SUBSTRATEN .... 79
5.2 VERSETZUNGSREDUKTION DURCH EINE SIN - ZWISCHENSCHICHT 87
5.2.1 PROZESSBESCHREIBUNG 89
5.2.2 EINFLUSS DER SIN-POSITION 96
5.2.3 EINFLUSS DER ANWACHSBEDINGUNGEN 99
5.2.4 EINFLUSS DER SIN-ABSCHEIDEDAUER 105
5.2.5 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 108
5.2.6 ZUSAMMENFASSUNG SIN-ZWISCHENSCHICHT 116
5.3 V-VERSETZUNGEN 117
5.3.1 DEFINITION UND ENTSTEHUNG VON V-VERSETZUNGEN 118
5.3.2 AUSWIRKUNGEN VON V-VERSETZUNGEN AUF LEISTUNGSDATEN VON
OPTOELEKTRONISCHEN BAUTEILEN 119
5.3.3 AUSWIRKUNG DER WACHSTUMSTEMPERATUR DER GAN BARRIEREN
AUF DIE ENTSTEHUNG VON V-VERSETZUNGEN 121
5.3.4 EINFLUSS DES VERSETZUNGSTYPS AUF DIE ENTSTEHUNG VON V-
VERSETZUNGEN 123
5.4 ZUSAMMENFASSUNG 126
6 WACHSTUMSANALYSE VON GAN UND INGAN AUF SEMIPOLAREN SEITEN
FACETTEN MITTELS SELEKTIVER EPITAXIE HERGESTELLTER GAN-STREIFEN 131
6.1 PIEZOFELDER UND VERSPANNUNGEN IN QW-STRUKTUREN 132
6.2 WACHSTUM VON INGAN QWS AUF SEMIPOLAREN SEITEN-FACETTEN SE
LEKTIV GEWACHSENER GAN STREIFEN 134
INHALTSVERZEICHNIS 5
6.2.1 PROBENDESIGN 134
6.2.2 WACHSTUMSRATE UND FACETTENGEOMETRIE 138
6.2.3 VERSETZUNGSANALYSE 140
6.2.4 UNTERSUCHUNGEN DER AKTIVEN ZONE 141
6.2.5 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 147
6.3 ZUSAMMENFASSUNG 153
7 ZUSAMMENFASSUNG 155
A VERSETZUNGSREDUZIERENDE MASSNAHMEN BEI HETEROEPITAXIE 161
A.L ELO UND FACELO 161
A.2 PENDEO 165
A.3 PSS 166
A.4 ZUSAMMENFASSUNG 168
*V
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