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Kapazitäts-Spannungs-Spektroskopie

Moderne, elektronische Bauteile bestehen aus Halbleitern, die mit Fremdatomen dotiert wurden [Sze81]. Die Dotierungskonzentration dieser Fremdatome hat entscheidenden Einfluß auf die Eigenschaften der Struktur. Aus den Wachstumsdaten ist nominell die Dotierungskonzentration bekannt, eine genaue Kenntnis ist jedoch wichtig, um ein Halbleiterbauelement zum Beispiel auf dem Rechner zu simulieren.

Die Kapazitäts-Spannungs-Spektroskopie (CV-Spektroskopie) ist ein bewährtes Verfahren, um die Ladungsträgerverteilung in einem dotierten Halbleiter zu untersuchen [Blo92]. Dabei wird durch Anlegen einer Spannung die Raumladungszone im Halbleiter - Abbildung 2.1 - verändert, was zu einer Änderung der Kapazität führt.

In diesem Kapitel sollen anhand von CV-Messungen an Quantenpunktbauelementen Aussagen über die elektronischen Eigenschaften der Quantenpunkte im Bauteil gemacht werden [Bim99].

Die Herstellung der Strukturen erfolgt dabei immer nach dem gleichen Schema. Auf ein stark dotiertes Substrat (zum Beispiel GaAs) als Rückkontakt wird eine schwach dotierte Schicht aufgetragen, meistens gefolgt von einem dünnen, intrinsischen Bereich. Um die Quantenpunkte zu erzeugen, folgt darauf eine Schicht aus mehreren Monolagen mit einem Material, dessen Gitterkonstante sich vom Ausgangsmaterial unterscheidet (zum Beispiel InAs). Die unterschiedlichen Gitterkonstanten führen zu Verspannungen, die in Inselbildungen relaxieren [Bos00], [Mei02], [Kun00], [Bim99], [Zha00]. Nach dem selbstorganisierten Wachstum der Quantenpunkte wird meist wieder ein intrinsischer Bereich aufgetragen, gefolgt von einer schwach dotierten Schicht. Abgeschlossen wird das Bauteil mit einem Ohm'schen oder Schottky-Kontakt.



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Alexander Rack 2002-05-25