C, O, Si Verunreinigungen in AlN – Einbringung während der Gasphasenzüchtung und Messung mittels SIMS und Absorption

• Antragsteller: Dr. Andrew Klump, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503007402

Eine der wichtigsten Einschränkungen für die Effizienz von ultravioletten Leuchtdioden ist das Fehlen eines geeigneten Substrats als Basis für das Wachstum des Bauelements. Aluminiumnitrid (AlN) könnte dieses Problem lösen - mit Ausnahme der Absorption von Licht in der Nähe der Betriebswellenlänge dieser Geräte. Frühere Arbeiten lassen vermuten, dass das Verhältnis der C, O und Si Verunreinigungen in den Substraten den Haupteinfluss auf diese Absorption hat, aber es gibt einen grundlegenden Mangel an Verständnis darüber, wie diese Defekte in den Kristall gelangen. Darüber hinaus ist die Messung der Konzentrationen von Verunreinigungen nicht trivial - aufgrund der Kosten und der Schwierigkeit der Messtechnik.Ziel dieses Projekts ist es daher, die Absorption von AlN im ultravioletten Bereich in Abhängigkeit vom C, O und Si Gehalt zu untersuchen. Dazu muss (1) die derzeitige Konzentrationsmessung verbessert und mit einer Sekundärtechnik abgeglichen werden, damit jede Probe gemessen und analysiert werden kann. (2) Der Weg für die unbeabsichtigte Aufnahme von C, O und Si muss verstanden werden, und ihre Konzentrationen müssen reduziert werden. (3) Sobald die unbeabsichtigten Konzentrationen ein Minimum erreicht haben, wird ein Wachstumsprozess entwickelt, um präzise Konzentrationen der Elemente zu erreichen. (4) Schließlich wird eine Reihe von AlN-Proben mit unterschiedlichen Verhältnissen der Elemente erzeugt und mit Absorptionsspektroskopie gemessen. Aussehen, Form und Intensität der Absorptionsspitzen im sichtbaren und ultravioletten Bereich werden verglichen, so dass Regeln für die Korrelation zwischen den Konzentrationen und der ultravioletten Absorption aufgestellt werden können.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle