| Titelseite | 3 |
| Impressum | 4 |
| Kurzzusammenfassung | 5 |
| Abstract | 6 |
| Inhaltsverzeichnis | 9 |
| Formelzeichen- und Symbolverzeichnis | 13 |
| 1 Einleitung | 15 |
| 2 Grundlagen | 17 |
| 2.1 Nitrid-Halbleiter | 17 |
| 2.1.1 Physikalische Eigenschaften | 17 |
| 2.1.2 Optische Eigenschaften | 20 |
| 2.1.3 Elektronische Eigenschaften | 21 |
| 2.1.4 Metall-Isolator-Übergang im GaN | 23 |
| 2.1.5 Polarisation und piezoelektrische Eigenschaften ternärer III-Nitride | 24 |
| 2.1.6 Heterostrukturen und zweidimensionale Elektronengase | 26 |
| 2.1.6.1 Strukturabhängige Ladungsträgerdichte | 29 |
| 2.1.6.2 Transporteigenschaften und Streumechanismen | 32 |
| 2.2 Kurzperiodische Übergitter als vielseitige Teststruktur | 34 |
| 2.2.1 Künstlicher Kristall – Röntgenbeugung an kurzperiodischen Übergittern | 34 |
| 2.2.2 Multiquantentopf – der Quantum-Confined-Stark-Effekt | 37 |
| 2.3 Wachstumsverfahren für die Herstellung der Gruppe-III-Nitride | 39 |
| 2.3.1 Ammonothermalverfahren | 39 |
| 2.3.2 Hydridgasphasenepitaxie | 39 |
| 2.3.3 Metallorganische chemische Gasphasenabscheidung | 40 |
| 2.3.4 Molekularstrahlepitaxie | 40 |
| 2.3.4.1 Teilchentransport im Ultrahochvakuum | 43 |
| 2.3.4.2 Kammerdesign und Zellkonzepte | 43 |
| 2.3.4.3 Wachstum von Gruppe-III-Nitriden | 45 |
| 3 Charakterisierungsmethoden | 46 |
| 3.1 Rasterkraftmikroskopie | 46 |
| 3.2 Reflektometrie | 47 |
| 3.3 Hochaufgelöste Röntgenreflektometrie und Röntgendiffraktometrie | 47 |
| 3.4 Hochenergetische Elektronenbeugung | 48 |
| 3.5 Photolumineszenzmessungen | 49 |
| 3.6 Kapazität-Spannungs-Messungen | 50 |
| 3.7 Spannung-Strom-Messungen | 51 |
| 3.8 Tieftemperatur-Magnetotransport-Messungen | 51 |
| 3.8.1 Klassischer Hall-Effekt | 52 |
| 3.8.2 Quanten-Hall-Effekt | 52 |
| 3.8.3 Shubnikov-de Haas-Oszillationen | 53 |
| 4 Experimentelle Resultate | 54 |
| 4.1 Kalibrierung des Molekularstrahlepitaxie-Systems | 54 |
| 4.1.1 Justierung der Wachstumsrate und des III/V-Verhältnisses | 54 |
| 4.1.2 Schichtdickenhomogenität und Aluminiumverteilung | 57 |
| 4.1.3 Kalibrierung des Aluminiumgehaltes in AlGaN-Schichten | 60 |
| 4.2 Wachstum und strukturelle Eigenschaften epitaktischer GaN- und AlGaN-Schichten | 61 |
| 4.2.1 Einfluss des III/V-Verhältnisses während des Wachstums | 61 |
| 4.2.2 Substrateinfluss auf die strukturelle Perfektion MBE-gewachsener GaN- und AlGaN-Schichten | 64 |
| 4.3 Photolumineszenzuntersuchungen an MBE-gewachsenen GaN- und AlGaN-Schichten | 71 |
| 4.3.1 Photolumineszenzuntersuchungen an AlGaN/GaN-Heterostrukturen | 71 |
| 4.3.2 Photolumineszenzuntersuchungen an GaN-Volumenmaterial | 75 |
| 4.4 Elektrische Charakterisierung von GaN und AlGaN/GaN-Heterostrukturen | 79 |
| 4.4.1 Teststrukturen | 80 |
| 4.4.1.1 Entwicklung eines schnellen schattenmaskenbasierten Prozesses für die elektrische Charakterisierung | 80 |
| 4.4.1.2 Testchipdesign und Prozessfluss für die Bauelementherstellung mittels lithographischer Strukturierung | 84 |
| 4.4.2 I(U)- und C(U)-Resultate MBE-gewachsener Strukturen | 87 |
| 4.4.2.1 Untersuchung von Transistorstrukturen und Bestimmung der Hintergrundladungsträgerdichte in GaN und AlGaN | 87 |
| 4.4.2.2 Einfluss der Wachstumsbedingungen auf die Hintergrundverunreinigung | 95 |
| 4.4.2.3 Elektrische Eigenschaften von 2DEG-Strukturen mit reduzierter Hintergrundsauerstoffkonzentration | 100 |
| 4.4.3 Tieftemperatur-Magnetotransport-Eigenschaften | 104 |
| 5 Zusammenfassung und Ausblick | 109 |
| Anhang | 112 |
| Anhang I | 113 |
| Anhang II | 114 |
| Anhang III | 115 |
| Zweites Maskendesign für UV-Lithographie-basierten Prozessfluss | 117 |
| Literaturverzeichnis | 119 |
| Abbildungsverzeichnis | 125 |
| Tabellenverzeichnis | 131 |
| Publikationen | 132 |
| Danksagung | 134 |
