Forschungsgebiete

Hauptarbeitsgebiet
ist die grundlagenorientierte Vorlaufforschung, um neue und verbesserte Silicium-Eigenschaften durch Defect Engineering zu erzielen.
Ein Forschungs-Schwerpunkt sind ausgedehnte Kristalldefekte. Sie sollen definiert erzeugt werden und ihre elektrischen und optischen Eigenschaften kontrolliert beeinflusst werden können. Damit wird der Grundstein gelegt für den Einsatz von Kristalldefekten als aktive Komponenten von neuartigen Bauelementen, wie z.B. für IR-Lichtemitter oder als Hochbeweglichkeitskanäle für schnelle Transistoren. Ein weiteres Arbeitsfeld ist die Beherrschung der Kristalldefekte in Si-Wafern und in kristallinem Si für Solarzellen.
Die Arbeiten gliedern sich wie folgt:

Versetzungs-Engineering für
- Si-Lichtemitter für die optische Datenübetragung On-the-chip
- Andere Anwendungen, wie zukünftige THz-FET oder die kontrollierte Platzierung von Si-Molekülen an der Si-Oberfläche

Si-Nanostrukturen
- Bandstrukturdesign in Si/SiO2-Multi-Quantum-Wells, z.B. für künftige Solarzellen-Generationen
- Lichtemission in Si-Nanodrähten

Si-Wafer für zukünftige Technologiegenerationen
- Zusammenarbeit mit der Siltronic AG
- Einfluss der horizontalen und vertikalen Lagerung von Si-Wafer grossen Durchmessers während der Hochtemperatur-Prozessierung

Si-basierte Photovoltaik
- Elektrische Aktivität von Kristalldefekten in Solar-Si
- Gezielte Beeinflussung durch externes Gettern und Wasserstoff-Behandlung

Entwicklung/Verbesserung mikroskopischer und spektroskopischer Mess- und Diagnosemethoden zur Anwendung auf die o.g. Forschungsgebiete
- Mikroskopische Synchrotron-Techniken (XBIC, µXRF, µXAS) zur sensiblen Analyse von Kristalldefekten in Si
- Erhöhung der Empfindlichkeit der FT-IR-Spektroskopie
- Evaluierung der Elektronen-Holographie (abgeschlossen)

Im Rahmen von Drittmittel-Projekten werden am IHP und von Partnern die erforderlichen Proben/Strukturen präpariert: wie MPI Halle, RWTH Aachen, Siltronic AG, Deutsche PV-Industrie, University Twente, Zhejiang University et al.

Die Tabelle zeigt die Entwicklung anhand der erreichten Kern-Ergebnisse.

Weitere Arbeiten befassen sich mit
- Laser-Material Wechselwirkung (selbstorganisierte Nanostrukturen)
- Diagnostischer Unterstützung der IHP-Pilotlinie
- Einbettung der Ergebnisse der Si-Materialforschung in die Kette Material - Technologie - Schaltung - System