Emissionschanneling - Untersuchungen an ionenimplantierten Gruppe-III-Nitriden mit hexagonaler Gitterstruktur

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Datum
1999
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Dalmer, Michael
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Emissionchanneling investigations of ion implanted group III-nitrides with hexagonal crystal system
Publikationstyp
Dissertation
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Zusammenfassung

In dieser Arbeit wurden erstmals einkristalline Halbleiterschichten mit Wurtzitstruktur nach Implantation radioaktiver Sonden mit der Emissionschanneling-Methode untersucht. Zuerst wurde der Einfluß der Gitterschäden, produziert durch Implantation untersucht. Es zeigt sich, daß die Gitterschäden keinen meßbaren Einfluß auf die Gitterführung der emittierten Elektronen ausüben. Durch Ionenimplantation in GaN und AlN werden viele lokale Gitterfehler erzeugt, die wieder ausgeheilt werden können, die langreichweitige Gitterordnung wird aber nicht zerstört. Um mögliche Dotierungen des GaN und des AlN mit Gruppe I Elementen zu untersuchen, wurde 8Li und 24Na implantiert und der Gitterplatz sowie die interstitielle Diffusion in Abhängigkeit der Temperatur gemessen. Lithium wird in GaN und in AlN direkt nach der Implantation interstitiell eingebaut. Bei einer Probentemperatur von 700 K Wechselt das Lithium auf einen substitutionellen Gitterplatz. Natrium wird direkt nach der Implantation zu ca. 60 auf interstitiellen Plätzen und zu ca. 40 auf substitutionelle Plätze eingebaut. Bei GaN ändert sich diese Gitterplatzverteilung bis zu einer Ausheiltemperatur von 1073 K nicht. Bei AlN dagegen verändert sich die Gitterplatzverteilung zu einem größeren substitutionellen Anteil bis zu ca. 60 auf substitutionellen Plätzen bei 1073 K. Der Gitterplatz und das Lumineszenzverhalten des Erbiums und des Ytterbiums in GaN wurde mit und ohne Kodotierung mit Sauerstoff untersucht. Erbium und Ytterbium besetzten in GaN nach Implantation und Ausheilen auf 1073 K Gitterplätze, die statisch isotrop um 0,25 Å von dem substitutionellen Platz ausgelenkt sind. Eine Veränderung der Gitterplatzverteilung durch Koimplantation von Sauerstoff konnte nicht beobachtet werden. Die Photolumineszenz- messungen zeigten eine deutliche Änderung der Intensitätsverteilung durch die Sauerstoffkoimplantation.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

In this work for the first time semiconductors with wurtzit structure are investigated with emission channeling methods. First the implantation damage are investigated. They don't influence the channeling effect in our case. Nevertheless there are many local defects in the neighbourhood of the implanted ion measured with PAC. These could be reduced by annealing after implantation. Then the lattice location of Sodium and Lithium are measured. Lithium stays interstitial directly after implantation, changes the lattice location to the substitutional site at 700 K. 40 of the Sodium is located on substitutional site in GaN after implantation. 60 on interstitial site. The distribution of the lattice location of Sodium in GaN don't change with the annealing Temperature up to 1073 K. In AlN directly after implantation the Sodium has the same distribution than in GaN. But after annealing up to 1073 K more of the Sodium (60) occupy substitutional sites. Although the lattice location and the Photoluminescence behaviour of Erbium and Ytterbium in GaN with and without oxygencoimplantation are measured. The lattice location the rare earth are substitutional with a main static displacement of 0.25 Å and independent from the oxygen. The distribution of the intensity of the Photoluminescence lines are changed with the coimplantation of oxygen.

Fachgebiet (DDC)
530 Physik
Schlagwörter
Gruppe III-Nitride, GaN, AlN, Gitterplätze, channeling, nitrides, ion implantation
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ISO 690DALMER, Michael, 1999. Emissionschanneling - Untersuchungen an ionenimplantierten Gruppe-III-Nitriden mit hexagonaler Gitterstruktur [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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June 11, 1999
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