Dotierung und Defekte in Halbleitermaterialien

BIFETIonenimplantations- und nachfolgende Temperverfahren werden in grundlagen- und anwendungsorientierten Arbeiten verwendet, um elektrische, optische und magnetische Eigenschaften von Halbleitermaterialien gezielt zu beeinflussen. Im Mittelpunkt des Interesses steht der Zusammenhang zwischen der veränderten atomaren Struktur, wie z. B. der Bildung von Clustern aus dotierenden Fremdatomen und Punktdefekten, und den veränderten Materialeigenschaften sowie daraus resultierende technologierelevante Probleme. Da viele der relevanten Prozesse sehr kurz sind und/ oder in sehr kleinen Gebieten ablaufen, sind sie dem Experiment oft schwer zugänglich. Deshalb werden in enger Wechselwirkung mit den experimentellen Aktivitäten atomistische Computersimulationen durchgeführt. Sie haben das generelle Ziel, ionenstrahl- und defektinduzierte Prozesse auf atomarer Ebene besser zu verstehen.


Schwerpunkte:

  • Dotierung und Defekterzeugung bzw. -ausheilung in Si, Ge, SiC, Diamant, und ZnO
  • Herstellung und Optimierung Si-basierter Lichtmitter (in Zusammenarbeit mit dem Forschungsthema "Materialien für die Optoelektronik")
  • Magnetische Dotierung von Halbleitermaterialien (in Zusammenarbeit mit dem Forschungsthema "Nanoskaliger Magnetismus"

Eine Schlüsselrolle bei Experimenten zur elektrischen und magnetischen Dotierung, Defektausheilung, zur Verbesserung heteroepitaktischer Prozesse usw. spielt die unikale Möglichkeit der Blitzlampen-Temperung im Zeitbereich 0.5-20 ms.

Die ebenso unikale Apparatur für die simultane Zweistrahlimplantation wird für die Exploration neuer ionenstrahlinduzierter Effekte genutzt.


Si based light emission

Rare earth (RE) elements are already successfully used in a couple of optic and optoelectronic applications like lasers, phosphors and plasma displays. They feature narrow emission lines in the ultra-violet, the visible and infrared spectral region which originate from 4f inner shell transitions.

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Flash lamp annealing

Flash lamp annealing allows a fast heating up of solid surfaces with a single light flash between some hundred microseconds and some milliseconds. Thereby, the achievable final temperature of the layer could be more than 2000 oC depending on the intensity of the light flash and on the optical properties of the flash lamp annealed material. The whole equipment was developed and built in the frame work of an EU project. Now a unique ap­paratus is available in FZD for a well directed thermal modification of surface layers without or with reduced thermal exposure of the whole solid body

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Positron annihilation spectroscopy (PAS)

Investigation of vacancy-type defects in solids and surfaces

Research topics:

  • investigations of vacancy-type defects caused by ion implantation
  • investigations of precipitates.
  • investigations of radiation-induced damage.
  • investigations of thin films and interfaces.
  • methodical developments.
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Foto: Crystal-TRIM

Crystal TRIM

The program Crystal-TRIM simulates ion implantation into single-crystalline silicon, germanium and diamond with up to 10 amorphous overlayers of arbitrary composition (with up to 3 components). Not only atomic ions but also molecular ions (with up to 3 components) may be considered.

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Foto: TRIDYN

TRIDYN_HZDR

The program TRIDYN_HZDR simulates the dynamic change of thickness and/or composition of multicomponent targets during high-dose ion implantation or ion-beam-assisted deposition. The target and the grown layers are assumed to be amorphous. Up to 5 different atomic species, including those of the beam, may be considered.

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Contact

Prof. Dr. Andreas Kolitsch
HZDR Innovation GmbH
a.kolitschAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3348
Fax: 13348, 2703