Forschungsprojekte – Institut für Materialien und Bauelemente der Elektronik

Korrelation von kristalliner Anordnung, elektrischen Eigenschaften und Ladungstransport in epitaktischen Gadoliniumoxid/Si(001) – Heterostrukturen für MOS- Anwendungen

Im Rahmen dieses Projektes sollen Gd2O3 – Schichten auf für die Halbleiterindustrie relevanten Si(001)-Substraten unter unterschiedlichen Bedingungen gewachsen werden. Im Fokus stehen hier die Modifizierung der Kristallstruktur durch Variation der Wachstumsbedingungen: Temperatur, chemisches Potential des Sauerstoffs (Sauerstoffpartialdruck), Schichtdicke, Wachstumsrate, Fehlschnitt der Substrate und Si-Oberflächenpräparation. Anschließend sollen diese Schichten strukturell und morphologisch mit Röntgen- und Elektronenbeugungsmethoden und der Rasterkraft- und Elektronenmikroskopie charakterisiert werden.

Leitung: A. Fissel

Team: P. Gribisch

Jahr: 2017

Förderung: Minna-James-Heineman-Stiftung

Laufzeit: 01.10.2017 - 30.11.2020

Herstellung epitaktischer Heterostrukturen auf Silizium

Das Ziel dieses Projekts ist nun die Zusammenführung vorangegangener Untersuchungen am Institut für die Integration verschiedener Materialien auf Si(111) Substraten, um ein kristallines High-K Material auf einem verspannten Kanalmaterial zu erhalten. Zu diesem Zweck werden virtuelle germaniumreiche Si1-xGex Substrate hergestellt und analysiert. Die virtuellen Substrate müssen möglichst dünn und glatt sein und zudem eine geringe Defektdichte aufweisen, was für germaniumreiche Si1-xGex Schichten auf Si(111) eine Herausforderung darstellt. Die Eigenschaften der virtuellen Substrate sollen somit über die Wachstumsbedingungen der am Institut entwickelten Kohlenstoff-unterstützten Epitaxie optimiert werden. Anschließend kann über den Germanium-Gehalt des virtuellen Substrats die Verspannung einer weiteren Germaniumschicht eingestellt werden. Diese Ge-Schicht soll ebenfalls strukturell und hinsichtlich der Ladungsträgerbeweglichkeit analysiert werden. Zuletzt soll das Wachstum von zuvor am Institut auf Silizium untersuchten binären und ternären Seltenen Erden Oxiden auf den verspannten Ge-Schichten etabliert werden. Diese sollen ebenfalls hinsichtlich ihrer Kristallstruktur und elektrischen Eigenschaften charakterisiert werden. Zudem soll der zusätzliche Einfluss des Oxids auf die Verspannung der Ge-Schicht untersucht werden, indem die Zusammensetzung der ternären Seltenen Erden Oxide variiert wird.

Leitung: H. J. Osten

Team: H. Genath

Jahr: 2019

Nanowire Field Effect Transistor with epitaxial Gd2O3 as wraparound gate oxide

In this project, which is being carried out together with colleagues from the Indian Institute of Technology Bombay (https://www.iitb.ac.in/), the aim is to use functional epitaxial oxides for the production of Gate All Around (GAA) transistors. Nanowires of gallium nitride, which have extremely high charge carrier mobilities, are to be used as channel material. Within the framework of this project, the MBE will carry out the epitaxial growth of the oxide layers, while the IITB partners will manufacture the nanowires and electrically characterise the structures.

Leitung: Prof. H. Jörg Osten

Jahr: 2020

Förderung: DAAD

Laufzeit: 2020 - 2023

Projekte im Forschungsbereich Kristalline Oxide auf Silizium