Porenentwicklung in Metall-assistiert, chemisch geätztem (MACE) porösem Silizium

• Antragstellerin: Professorin Dr. Margit Zacharias
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256552060

Der metallassistierte chemische Ätzprozess (MACE) ist bisher nur mit Hilfe von 2-dimensionalen SEM und TEM Bildern untersucht worden, was einige der daraus gezogenen Schlussfolgerungen sehr spekulativ macht. Die aus solchen planaren Bildern abgeleiteten Erkenntnisse können diesem sehr komplexen Prozess der 3-dimensionalen Bewegung von katalytischen Metallpartikeln nur bedingt folgen, so dass die komplexen Prozesse im Silizium nur unvollständig oder sogar falsch abgebildet werden. Eine 3D Abbildung ist notwendig, um die 3D Poren zu visualisieren und die darin verborgenen Eigenschaften des Ätzprozesses physikalisch-chemisch zu verstehen. Das hier vorliegende Projekt wird sich auf die Untersuchung des Ätzverhaltens des MACE Prozesses bei Silizium konzentrieren. Dazu soll eine neue Methode, die Atomic Layer Deposition-Fill-Etch-Imaging (AFEI) Technik, entwickelt in unserem Labor, zur Anwendung kommen. Die Zielstellung des Projektes ist es, die bisherigen Arbeitshypothesen des MACE Prozesses einem gründlichen Test zu unterziehen. Wir haben schon in unserer ersten 3D Analyse fundamentale Abweichungen beobachtet. Die geplanten systematischen Untersuchungen werden zu einem besseren Verständnis der Grundprozesse des Ätzprozesses, der Migration der Katalystpartikel und der Porenentwicklung in Silizium führen, welche uns eine Kontrolle für spätere Anwendungen und ein systematisches Design von Porenstrukturen ermöglichen wird. Wir werden physikalische-chemische Modelle des MACE Prozesses entwickeln und umfassende Simulationen durchführen, was einen wesentlichen Beitrag zum tieferen Verständnis des MACE Prozesses darstellen wird und Möglichkeiten zu einer Kontrolle in katalytischen Ätzprozess aufzeigen soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen