Das Projekt
Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer Materialien und Materialkombinationen mit halbleitenden Eigenschaften und für den Einsatz als leitfähige Pufferschichten für Halbleiterbauelemente. Dies erfordert eine systematische Untersuchung der Materialeigenschaften mittels Röntgendiffraktometrie, Ellipsometrie, Ramanstreuung, Photolumineszenzuntersuchungen und elektrischen Messungen. Grundlage der Schichten ist das Verfahren der Sputterepitaxie, für komplexe Gruppe-III-Nitrid-Bauelementstrukturen teilweise kombiniert mit dem etablierten Verfahren der metallorganischen Gasphasenepitaxie (MOVPE). Hierbei ermöglicht erst der Einsatz des noch recht jungen Verfahrens der Sputterepitaxie die Realisierung von Übergangsmetallnitridschichten und deren Legierungen mit konventionellen Gruppe-III-Nitriden. Dies, da nur für sehr wenige Übergangsmetalle geeignete Precursoren mit ausreichend hohem Dampfdruck für den Einsatz in der MOVPE vorliegen um ausreichende Schichtdicken für die Untersuchungen zu realisieren. Durch dieses Verfahren werden daher viele neue Materialkombinationen erst ermöglicht bzw. die Untersuchung vielfältiger Materialien ohne extreme Kosten möglich.
Übergangsmetallnitride können als leitfähige kristalline Puffer- und Deckschichten für neuartige Bauelementkonzepte verwendet werden, weisen aber auch unerwartete Eigenschaften auf. Als Beispiel sei hier AlScN genannt, das in einem größeren Kompositionsbereich Ferroelektrizität aufweist und damit neuartige aber auch leistungsfähigere Transistoren ermöglicht.
Durch die Untersuchungen sollen die Eigenschaften bislang nicht untersuchter Materialien in hoher kristalliner Qualität untersucht werden um am Ende bessere oder gar neuartige Bauelemente zu realisieren, die z.B. geringere Verluste oder einen größeren Arbeitsbereich aufweisen und so, z.B. in hocheffizienten Spannungswandlern, Energie sparen können.