Elektronenmikroskopische Oberflächenuntersuchungen zum Verständnis der Heteroepitaxie von GaP auf Silizium

• Antragsteller: Professor Dr. Winfried Daum; Professor Dr. Thomas Hannappel
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221756164

Heteroepitaktische III-V-Halbleiterschichtsysteme auf Siliziumsubstraten versprechen sowohl bei der Entwicklung hocheffizienter Mehrfach-Solarzellen als auch bei der Integration optoelektronischer Bau-elemente in siliziumbasierte Schaltungen ein hohes Anwendungspotenzial. Ein Durchbruch bei der breiten Umsetzung solcher Technologien scheiterte bislang allerdings an einer zu hohen Konzentration von Gitterfehlern in den heteroepitaktischen III-V-Schichten. In diesem Projekt soll mit Hilfe ver-schiedener, komplementärer Mikroskopieverfahren die kristalline Qualität von GaP-Schichten, die mit der industrierelevanten metallorganischen Gasphasenepitaxie auf einkristallinen Siliziumsubs-traten abgeschieden werden, durch Quantifizierung und Charakterisierung solcher Kristallfehler sowie durch Entwicklung von Vermeidungsstrategien wie Substratkonditionierung verbessert werden. Der Schwer-punkt der Arbeiten liegt auf der Anwendung der sehr oberflächenempfindlichen niederenerge-tischen Elektronenmikroskopie, mit der es durch unterschiedliche Kontrastmechanismen möglich ist, solche Fehler in großen Probenbereichen auf mikroskopischer Längenskala ohne weitere Vorbehand-lung der Proben zu detektieren, sowie dynamische Prozesse mit hinreichender Geschwindigkeit abzubilden. Zudem sollen im Mikroskop nachgestellte Teilschritte der Substratkonditionierung und Schicht-präparation insbesondere hinsichtlich des anfänglichen Schichtwachstums untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Gerhard Lilienkamp