SiGeSn-Nanostrukturen für integrierte Quantentopf-Infrarot-Photodetektoren

• Antragsteller: Professor Dr. Kurt Busch; Professor Giovanni Capellini, Ph.D.; Professor Dr. Christoph Tobias Koch; Professor Dr.-Ing. Jörg Schulze, seit 11/2018
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390910964

Projektziel ist die Herstellung und Charakterisierung CMOS-kompatibler Quantentopf-Infrarot-Photodetektoren basierend auf n-Typ SiGeSn Heterostrukturen für mögliche Anwendungen in Absorptions-Gas-Sensoren und in Infrarot-Kameras. Bisherige experimentelle Ergebnisse für Gruppe-IV Quantentopf-Infrarot-Photodetektoren basieren auf SiGe Multi-Quantentopf-Strukturen, die jedoch weit weniger leistungsfähig sind als kommerzielle Bauelemente, die auf III-V Heterostrukturen basieren. Kern unseres experimentellen Ansatzes ist die Ausnutzung des größeren Parameterraums der ternären Legierung SiGeSn mit dem Ziel, Gruppe-IV Quantentopf-Infrarot-Photodetektoren herzustellen, die niedrige Herstellungskonsten aufweisen und die direkt in CMOS-kompatible Schaltkreise integriert werden können, um so z.B. als Basis für ultra-kompakte Sensorlösungen zu dienen. Zu diesem Zweck streben wir zunächst eine experimentelle Untersuchung der bislang nur wenig untersuchten relevanten Materialparameter wie z.B. Bandlücken und Band-Offsets ternärer SiGeSn-Legierungen an. Die Realisierung der Quantentopf-Bauelemente soll dann basierend auf theoretischer Modellierung und experimentellen Untersuchungen des Schichtwachstums und des Bauelementprozesses selbst erfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Dr. Mattia Mulazzi
• Ehemalige Antragstellerin: Professorin Dr. Inga Fischer, bis 10/2018