Ausarbeitung der apparativ-technologischen Austattung des technologischen Prozesses zur Darstellung fünfkomponentiger Heterostrukturen (PDF)

Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Es wurde ein thermodynamisches Modell zur Berechnung des Phasengleichgewichts fünfkomponentiger Systeme des Typs Al(x)In(y)Ga(1-x-y)As(z)P(1-z) auf dem Substrat GaP erarbeitet, unter Berücksichtigung der elastischen Spannungen an der Phasengrenze zwischen der festen Lösung und der assoziierten flüssigen Schmelze. Gemäß dem Modell wurde eine theoretische Berechnung des Systems mit einem eigens dafür entwickelten Programms durchgeführt. Es wurden die Bedingungen für die Darstellung der Heterostruktur Al(x)In(y)Ga(1-x-y)As(z)P(1-z)/GaP mittels Flüssigphasenepitaxie im Feld eines Temperaturgradienten (FPETG) bzw. Zonenschmelzen im Feld eines Temperaturgradienten (ZSTG) ermittelt und das dafür notwendige thermische Prozessregime bestimmt. Im Zuge der Versuchsdurchführungen entschloss man sich zur Anfertigung einer neuen Kassette. Eine Kolbenkonstruktion mit den Vorteilen der Möglichkeit einer Entfernung der überschüssigen Schmelze während des Prozesses, besserer und bequemerer Regelung der Dicke der flüssigen Phase, dünnerer Bauweise und ökonomischerer Verwendung der Beschickung im Vergleich zur Kassette alter Bauweise. Mit der neuen Kassette erhielt man homogene epitaxiale Schichten aus mit Indium angereicherten fünfkomponentigen Schmelzen Al(x)In(y)Ga(1-x-y)As(z)P(1-z) auf dem Substrat GaP. Dicke und Eigenschaften der Schichten wurden noch nicht vermessen. Zusätzlich wurde ein Diffusionsmodell für das fünfkomponentige System Al(x)In(y)Ga(1-x-y)As(z)P(1-z) vorgeschlagen, welches es ermöglicht die Konzentrationsprofile entlang der Wachstumsrichtung der epitaxialen Schicht und die Wachstumsgeschwindigkeit zu berechnen.
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der Möglichkeiten und Bedingungen der Darstellung fünfkomponentiger Heterostrukturen Al(x)In(y)Ga(1-x-y)As(z)P(1-z)/GaP mit vorgegebener Konzentration der epitaxialen Schicht aus mit Indium angereicherten Schmelzen im Feld eines Temperaturgradienten. Diese können Anwendung finden als Lichtdioden im gelb-grünen Bereich des sichtbaren Spektrums in Instrumenten optischer Kommunikationssysteme und CD-Playern. Für die Realisierung des dargelegten Ziels hat man sich für folgende Teilaufgaben entschlossen:
- Erschließen der physiko-chemischen Grundlagen des Zonenschmelzens im Feld eines Temperaturgradienten.
- Berechnung und Analyse des Phasengleichgewichts der Heterostruktur Al(x)In(y)Ga(1-x-y)As(z)P(1-z)/GaP.
- Apparativ-methodische Ausarbeitung des Prozesses zur Bildung [...]