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Dr. Wolfgang Skorupa
Head Semiconductor Materials
w.skorupaAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3612
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Blitzlampentemperung

Die Blitzlampentemperung macht es möglich, Festkörperoberflächen innerhalb von einigen Hundert Mikrosekunden bis zu wenigen Millisekunden mit einem einzigen Lichtblitz zielgerichtet aufzuheizen, wobei die erreichbare Schichttemperatur in Abhängigkeit von der Intensität des Lichtblitzes und den optischen Eigenschaften des Materials mehr als 2000 °C betragen kann. Mit der Blitz­lampen­temper­anlage wurde im HZDR im Rahmen eines EU-Projektes ein unikales Verfahren für die gezielte thermische Modifizierung von Oberflächenschichten ohne oder mit reduzierter thermischer Belastung des gesamten Festkörpers entwickelt und nutzbar gemacht.


Wesentliche technische Parameter

Halogenlampen-Vorheizung Blitzlampe
  • elektrische Leistung 16 kW
  • maximale Temperatur 1100°C
  • Temperaturmessung mittels Pyrometer
  • Temperaturregelung
  • Impulslänge t: 130µs < t < 20 ms
  • maximale elektrische Energie (t = 20 ms):250 kJ
  • maximale elektrische Leistung (t = 20 ms): 12.5 MW

Anwendungen

  • Dotandenaktivierung und Defektausheilung in oberflächennahen Halbleiterschichten (z. B. flache p-n-Übergänge in Silizium)
  • thermische Behandlung von transparenten, leitfähigen Oxidschichten wie ZnO oder ITO auf unterschiedlichen Substraten
  • thermische Behandlung von Si- oder Ge-Schichten auf unterschiedlichen Substraten
  • 3C-SiC/Si-Vielschichtsysteme

Publikationen

  • W. Skorupa and H. Schmidt (Ed.), Subsecond annealing of advanced materials, Cham : Springer International Publishing, 2014
  • Smith, M.; McMahon, R. A.; Skorupa, W.; Voelskow, M.; Stoemenos, J., A thermal model for flash lamp annealing of 3C-SiC/Si multi-layer systems (i-FLASiC), Materials Science Forum (2005) 483-487, 217
  • Skorupa, W.; Panknin, D.; Voelskow, M.; Anwand, W.; Gebel, T.; Yankov, R. A., Advanced thermal processing of materials in the msec range, Vacuum 78(2005), 673
  • Skorupa, W.; Gebel, T.; Yankov, Rossen A.; Paul, S.; Lerch, W.; Downey, Daniel F.; Arevalo, Edwin A., Advanced thermal processing of ultrashallow implanted junctionsusing flash lamp annealing, Journal Electrochemical Society 152 (6) 2005, p. G436-G440
  • Pecz, B.; Dobos, L.; Panknin, D.; Skorupa, W.; Lioutas, C.; Vouroutzis, N., Crystallization of amorphous-Si films by flash lamp annealing, Applied Surface Science 242 (2005) 1-2, 185-191
  • Voelskow, M.; Smith, M.; Skorupa, W.; Mc Mahon, R., Homogenisation of the melting depth in SiC on Si  structures during flash lamp irradiation, Applied Physics Letters 87 (2005), 241901

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