Forschungsprojekte – Institut für Materialien und Bauelemente der Elektronik

Strukturelle und elektrische Bewertung der Wirkung von Kohlenstoff-Deltaschichten zur Defektreduktion bei der Epitaxie von dünnen, relaxierten Germaniumschichten auf Siliziumsubstraten

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die dem Blockieren der Defekte zu Grunde liegenden Mechanismen zu untersuchen und zu verstehen. Weiterhin soll untersucht werden, wie sich die Defekte minimieren lassen. Hierzu ist es geplant mit systematischer Variationen von Kohlenstoffgehalt und der Anzahl und relativen Lage der Deltaschichten die Defektdichte zu minimieren. Für die mögliche Anwendung in Bauelementen sind die elektrischen Eigenschaften entscheidend. Daher sollen die elektrischen Eigenschaften der defektreduzierten Schichten, insbesondere ein möglicher Einfluss des Kohlenstoffs, in verschiedenen Bauelementtypen untersucht werden.

Leitung: H. J. Osten

Team: Y. Barnscheidt

Jahr: 2018

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft Bild Strukturelle und elektrische Bewertung der Wirkung von Kohlenstoff-Deltaschichten zur Defektreduktion bei der Epitaxie von dünnen, relaxierten Germaniumschichten auf Siliziumsubstraten

Laufzeit: 01.03.2018 - 28.02.2021
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

Projekte im Forschungsbereich SiGe- und Ge-Epitaxie auf Silizium