Germanium-Zinn-Epitaxie für eine neue Generation von Infrarotdetektoren auf Siliziumsubstrat

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jörg Schulze
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 170440599

Das Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Herstellung von neuartigen Ge1-zSnz- Schichten mit dem Ziel, diese in Silizium-basierten Infrarotdetektoren einzusetzen, um deren optische Empfindlichkeit oberhalb der direkten Bandlücke von Germanium deutlich zu erhöhen. Die Wachstumsmethode der Wahl ist dabei die am IHT etablierte Niedertemperatur-Molekularstrahlepitaxie mit in-situ Ionenbeschuss.Erstes zentrales Ziel ist die Ermittlung der relevanten Wachstumsparameter für die Herstellung einkristalliner Ge/Ge1-zSnz-Heterostrukturen mit Zinn-Gehalten kleiner gleich 10 %. Aufgrund der starken Segregationseigenschaften und der geringen Gleichgewichtslöslichkeit von Zinn in Germanium wird in diesem Forschungsantrag neben dem Tieftemperatureinbau besonders der Zinn-Einbau unter in-situ Ionenbeschuss favorisiert.Das zweite Ziel ist der Einsatz der hergestellten Schichten in optischen Detektoren, die in Wellenlängenbereichen des Nahen Infrarot arbeiten, die mit bisheriger SiGe- Technologie nicht erreicht werden können. Diese Detektoren sollen Geschwindigkeiten von 50 GHz bei einer Wellenlänge von 1,55 μm mit einer sehr hohen Quanteneffizienz besitzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Quadrupolmassenspektrometer
• Gerätegruppe: 1710 Partialdruck-, Restgas-Massenspektrometer
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Michael Oehme