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1.3 Heterostrukturen  

  Eng verknüpft mit der Verbesserung der Herstellungstechnologie ging die Entwicklung von Heterostrukturbauelementen. Das sind Bauelemente, deren Eigenschaften wesentlich von der Zusammensetzung aus verschiedenen Halbleitermaterialien (``heterojunctions'') bestimmt werden[*], im Gegensatz zu Bauelementen, deren Funktion durch selektives Dotieren eines homogenen Halbleiters resultiert. Die Aufbringung der verschiedenen Stoffe geschieht durch Aufwachsen (Epitaxie ). Das Aufwachsen eines Materials auf einem von diesem verschiedenen Substrat (Heteroepitaxie), kann dabei aus der Flüssigphase (LPE) , Gasphase (VPE, MOCVD)  oder mittels Molekularstrahls (MBE) erfolgen. Dies ist die zeitliche Entwicklung der Epitaxieverfahren , in dieser Reihenfolge steigt auch die Kontrolle der Reinheit des aufgewachsenen Materials und der Qualität der Grenzfläche (``interface''). MBE [38]  stellt einen drastischen Fortschritt dar, erlaubt dieses Verfahren doch exakte Materialkontrolle im Bereich atomarer Monolagen. Analog zu den Homostrukturen gibt es Heterostrukturtransistoren sowohl in unipolarer (HFET)  als auch bipolarer Version (HBT) , sowie Heterostrukturdioden.

Die naheliegende Verbindung von Heterostruktur- und Legierungstechnik ging Hand in Hand mit beider Entwicklung und hatte natürlich weitreichende Konsequenzen auf die Konstruktion von Bauelementen. So wurde ein langzeitstabiler Dauerbetrieb von Halbleiterlasern  bei Raumtemperatur erst dadurch ermöglicht, daß das Erzielen der notwendigen Inversion durch räumliche Konzentration der Ladungsträger in einer Heterostruktur (``confinement'') um vieles erleichtert wird [83]. Die Entwicklung der Heterostrukturlaser ist in [82] beschrieben. Die örtliche Separation von Ladungsträgern und Dotierstoffatomen, das Konzept der Modulationsdotierung [47], führte zum MODFET , der auch ``high electron mobility transistor'' (HEMT) [146]  genannt wird, und damit zu Rekorden bei Transitfrequenz und Rauscharmut.



 
Christian Koepf
1997-11-11