Heiße-Lumineszenz-Spektroskopie nichtstrahlender Rekombination in Silizium

• Antragsteller: Dr. Friedemann Heinz
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426644073

Die für den technologischen Einsatz wichtigen elektronischen Eigenschaften von indirekten Halbleitern wie z.B. Silizium werden durch die nichtstrahlende Rekombination angeregter Ladungsträger, u.a. über Defektniveaus in der Bandlücke, wesentlich beeinflusst. Details über den physikalischen Mechanismus der nichtstrahlenden Rekombination, der im Wesentlichen über Augerprozesse stattfindet, sind noch nicht vollständig erforscht. Zum ersten Mal steht heute experimentelle Gerätschaft zur Verfügung, die ihre direkte Untersuchung über die Messung der heißen Lumineszenz auf kurzen Messzeitskalen ermöglicht und somit die Abdeckung eines großen Parameterraums mit statistischer Relevanz erlaubt. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, auf diese Weise die Feinstruktur der heißen Lumineszenz von Auger-Ladungsträgern in Silizium, die bei Auger- und Defekt-Augerrekombination erzeugt werden, zu untersuchen und Lücken im physikalischen Verständnis der Rekombinations- und Relaxationsmechanismen zu füllen. Insbesondere soll die Rolle exzitonischer Effekte untersucht werden. Das Projekt legt zudem die Grundlagen für eine neue Methodik der Spektroskopie von Defektniveaus innerhalb der Bandlücke mit bislang unerreicht niedrigem Detektionslimit, welches das Potenzial birgt bisherige Standardanalysemethoden der Halbleiterforschung zu ergänzen oder sogar zu ersetzen. Zum ersten Mal gelangt somit die Bestimmung der Eigenschaften von für die Halbleiterforschung sehr wichtigen Defekten, wie z.B. das Defektniveau des Bor-Sauerstoff-Komplexes, in Reichweite.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen