Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

3. Materialsysteme
3.2.3. Wachstum
Das Wachstum von GaN-Strukturen wird häufig auf sogenannten Fremdsubstraten realisiert.
Oft werden dabei Substrate mit einer hexagonalen Gitterstruktur verwendet wie
z.B. Siliziumcarbid (6H-SiC) und Saphir (α-Al2O3). Bei der Wahl des Substrates müssen
diverse Faktoren berücksichtigt werden. Zum einen dürfen die Gitterkonstanten von
Substrat und GaN nicht zu stark von einander abweichen, da es sonst zu Verspannungen
in der epitaktischen Schicht führt, was wiederum Mikrorisse (cracks) und Versetzungen
(dislocations) in dem Film entstehen lässt. Zum anderen dürfen auch die thermischen
Ausdehnungskoeffizienten von Substrat und GaN nicht zu stark voneinander abweichen.
Zu große Abweichungen würden sich besonders beim Abkühlen der bei hohen Temperaturen
gewachsenen Schichten durch weitere Verspannungen bemerkbar machen. Wie schon
im vorherigen Abschnitt erwähnt, werden häufig bei niedrigen Temperaturen gewachsene
Pufferschichten (häufig AlN) zwischen Substrat und gewachsener Schicht eingefügt [62].
GaN-Kristalle mit hoher kristalliner Güte werden hauptsächlich mit der metallorganischen
Gasphasenepitaxie (MOVPE) und der Molekularstrahlepitaxie (MBE) hergestellt.
In der MOVPE werden Edukte in Form von metallorganischen Verbindungen (Trimethylgallium)
sowie Hydriden (Ammoniak) angeboten. Im Gegensatz zur MBE, wo das
Kristallwachstum im Ultrahochvakuum abläuft, wird das metallische Edukt (Gallium)
in einer Effusionszelle verdampft. Die Stickstoffatome werden über die Aktivierung von
N2-Molekülen über eine Hochfrequenz-Plasmaquelle zur Verfügung gestellt.
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