Andreas Schneider

In situ- und online-Raman-Spektroskopie zur Analyse von Halbleiterheterostrukturen aus ZnSxSe1-x und Gruppe-III-Nitriden

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Kurzfassung in Englisch

In situ and online Raman spectroscopy - also known as Raman monitoring - offers the excellent opportunity among other possibilities for the evaluation of Raman spectra to investigate semiconductor layers during their growth without any interruption. Not only the surface properties of such layers can be studied, also simultaneously the substrate and the interface layer/substrate can be analysed.
This study presents the analysis of growth processes of ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ and GaN layers as well the investigation of nitrogen doped ZnSe:N. Molecular beam epitaxy (MBE) was used for the fabrication of these layers. The analysis of the Raman spectra was focused on the chemical composition of the semiconductor material, the stress in layer and substrate, the incorporation of extraneous atoms like nitrogen radicals into a crystal, the doping and structural order of the semiconductor and as well on the crystalline and amorphous phase of the material. Additionally to the MBE growth processes, the temperature induced resonant Raman scattering of ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ and ZnSe:N and also the desorption, adsorption and phase transition of a-As, a-Se and Sb were studied. Further investigations were undertaken on the nitridation of GaAs(100) by means of a nitrogen plasma generated in an rf-plasma source.
The properties and changes of the semiconductor layers and the substrate depending on the layer thickness during growth are evaluated. The results are compared with theoretical models (e.g. spatial correlation model and modified random-element-isodisplacement (MREI) model).

Kurzfassung in Deutsch

In situ- und online-Raman-Spektroskopie – oder auch Raman-Monitoring genannt – bietet unter anderem die ausgezeichnete Möglichkeit, das Wachstum von Halbleiterschichten ohne Unterbrechung zu verfolgen. Dabei können nicht nur die Oberflächeneigenschaften untersucht werden, sondern es können gleichzeitig auch Informationen über das Substrat und über die Grenzfläche Schicht/Substrat gemacht werden.
In der vorliegenden Arbeit wurden die Wachstumsprozesse von ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/- und GaN-Schichten sowie des stickstoffdotierten ZnSe:N untersucht. Zur Schichtherstellung wurde die Molekularstrahlepitaxie (MBE) verwendet. Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf die chemische Zusammensetzung der Halbleitermaterialien, Verspannungen von Schicht und Substrat, auf den Einbau von Fremdatomen wie Stickstoffradikale in ein Kristall, die Dotierung und die strukturelle Ordnung der Halbleiter sowie deren kristalline und amorphe Phase gerichtet. Neben den MBE-Wachstumsprozessen wurden temperaturinduzierte resonante Raman-Streuung an ZnS/sub x/Se/sub(1-x)/ und ZnSe:N sowie Desorptions-, Adsorptions- und Phasenübergänge von a-As, a-Se und Sb studiert. Die Nitridierung von GaAs(100) mittels eines Stickstoffplasmas aus einer rf-Quelle wurde ebenso untersucht.
Die Eigenschaften und Veränderungen der Halbleiterschichten und der Substrate während des Wachstums werden in Abhängigkeit von der Schichtdicke dargelegt. Die Ergebnisse werden mit entsprechenden theoretischen Modellen (z.B. Spatial-Correlation-Modell und Modified Random-Element-Isodisplacement (MREI)-Modell) verglichen.

weitere Metadaten

Schlagwörter
Spatial-Correlation-Modell
Schlagwörter
Schichtdickenabhängigkeit
Schlagwörter
ZnSxSe(1-x)
Schlagwörter
ZnSe:N
Schlagwörter
GaAs-Nitridierung
Schlagwörter
Schichtverspannungen
Schlagwörter
Stickstoffplasma
Schlagwörter
in situ- und online-Monitoring
Schlagwörter
resonante Raman-Streuung
Schlagwörter
II-VI-Halbleiter
Schlagwörter
Gruppe-III-Nitride
Schlagwörter
metallorganische Gasphasenepitaxie
SWD SchlagworteGalliumnitrid
SWD SchlagworteKristallmorphologie
SWD SchlagworteDotierter Halbleiter
SWD SchlagworteHalbleiter
SWD SchlagworteMolekularstrahlepitaxie
SWD SchlagworteRaman-Spektroskopie
DDC Klassifikation530
Institution(en) 
HochschuleTU Chemnitz
FakultätFakultät für Naturwissenschaften
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)29.04.2002
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung31.05.2001
Veröffentlichungsdatum (online)30.04.2002
persistente URNurn:nbn:de:bsz:ch1-200200367

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