Einfluss der Stabilität des Facettenwachstums auf die Entstehung von Kristalldefekten bei der Halbleiterkristallzüchtung, SaFari

Das Ziel dieses Vorhabens ist die Vertiefung des wissenschaftlichen Verständnisses der Zusammenhänge zwischen dem Auftreten und der Stabilität von facettiertem Kristallwachstum in der Einkristallzüchtung und dem Einfluss dieses besonderen Wachstumsmodus auf die Ausbildung von Defekten. Die qualitativen Anforderungen an halbleitenden Materialien werden stetig höher, da die Bauelemente immer kleiner und leistungsfähiger werden. Um die Ausbeute von hochwertigem Kristallmaterial zu erhöhen, muss die Züchtung der Kristalle immer weiter optimiert werden. Konkret geht es im SaFari-Vorhaben darum, Kristallisationsexperimente mittels Float-Zone-Methode unter μg-bedingungen auf TEXUS-Missionen im Flugofen Tem-02-Elli vorzubereiten, durchzuführen und anschließend auszuwerten. Als Material wird hochdotiertes Silizium eingesetzt, was eine direkte Übertragbarkeit der hier gewonnenen Erkenntnisse in die Industrie ermöglicht. Im Rahmen der Bodenexperimente sollen die Wachstumsparameter für das stabile Facettenwachstum und das kontrollierte Stören desselben bestimmt werden. Hierzu sollen Lampenpulse, d.h. kurzzeitige Temperatur- und Temperaturgradientenänderungen, eingesetzt werden. Dies führt dann zu Instabilitäten der Phasengrenze und besonders im Übergang zwischen facettiertem und nicht-facettiertem Bereich. Eine Fragestellung wird sein, die Störung reproduzierbar und vereinzelt auch reversibel zu gestalten. Das Auftreten von Defekten und den lokalen Unterschieden wird im Zentrum der Analyse der Kristallmaterials stehen. Das Vorhaben gliedert sich in 2 Teilprojekte, die je von den beiden Verbundpartnern bearbeitet werden: Im 1. Teilprojekt erfolgt die experimentelle Vorbereitung und Durchführung der Float-Zone-Züchtungen am Boden und unter μg. Im 2. Teilprojekt, welches vom Verbundpartner Fraunhofer IISB in Erlangen durchgeführt wird, erfolgt die detaillierte Charakterisierung des gezüchteten Kristallmaterials und die Übertragung von Maßnahmen auf die industrielle Produktion.

Weitere Informationen: http://www.krist.uni-freiburg.de
Ansprechpartner: Sorgenfrei T
Tel: 0761 / 203 6436
Email: tina.sorgenfrei@fmf.uni-freiburg.de

Projektbeginn: 2018
Projektende: 2020

Sorgenfrei T

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Professur für Kristallographie
Prof. Dr. Arne Cröll
Hermann-Herder-Str. 5
79104 Freiburg

Telefon: 203-6439
Fax: 203-6434
Email: arne.croell@krist.uni-freiburg.de
http://www.krist.uni-freiburg.de/ki/Mitarbeiter/Leitung.php

J. Friedrich, Fraunhofer IISB, Erlangen