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Projekte

Korrelation von kristalliner Anordnung, elektrischen Eigenschaften und Ladungstransport in epitaktischen Gadoliniumoxid/Si(001) – Heterostrukturen für MOS- Anwendungen

 

Leitung:

A. Fissel

Bearbeitung:

P. Gribisch

Laufzeit:

10/2017 - 09/2020

Förderung durch:

Minna-James-Heineman-Stiftung

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Projektes sollen Gd2O3 – Schichten auf für die Halbleiterindustrie relevanten Si(001)-Substraten unter unterschiedlichen Bedingungen gewachsen werden. Im Fokus stehen hier die Modifizierung der Kristallstruktur durch Variation der Wachstumsbedingungen: Temperatur, chemisches Potential des Sauerstoffs (Sauerstoffpartialdruck), Schichtdicke, Wachstumsrate, Fehlschnitt der Substrate und Si-Oberflächenpräparation. Anschließend sollen diese Schichten strukturell und morphologisch mit Röntgen- und Elektronenbeugungsmethoden und der Rasterkraft- und Elektronenmikroskopie charakterisiert werden. Des Weiteren folgt eine elektrische Charakterisierung ausgewählter Teststrukturen. Dies beinhaltet die Herstellung von MOS-Kondensatoren zur Bestimmung der dielektrischen Eigenschaften, der Entwicklung eines Kontaktierungsprozesses zur Herstellung von geeigneten Hall-Strukturen zur Messung der Beweglichkeit direkt unter dem Oxid und die Untersuchung der elektrischen und elektronischen Eigenschaften.

 

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Strukturelle und elektrische Bewertung der Wirkung von Kohlenstoff-Deltaschichten zur Defektreduktion bei der Epitaxie von dünnen, relaxierten Germaniumschichten auf Siliziumsubstraten

Bild zum Projekt Strukturelle und elektrische Bewertung der Wirkung von Kohlenstoff-Deltaschichten zur Defektreduktion bei der Epitaxie von dünnen, relaxierten Germaniumschichten auf Siliziumsubstraten

Leitung:

Prof. Osten

Bearbeitung:

Y. Barnscheidt

Laufzeit:

03/2018 - 02/2021

Förderung durch:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Kurzbeschreibung:

Germanium ist Silizium in Hinsicht auf die elektrischen Eigenschaften und die Möglichkeiten für optoelektronische Anwendungen überlegen. Des Weiteren eignet sich Germanium als virtuelles Substrat für das epitaktische Wachstum von III-V Halbleitern. Um die genannten Anwendungsgebiete kostengünstig und effizient realisierbar zu machen, müssen hochqualitative dünne Germaniumschichten auf den gängigen Silizium (001)-Wafern realisiert werden. Die Anforderungen sind hierbei hoch: Die Schichten müssen möglichst dünn, glatt, vollständig relaxiert und defektfrei sein. Mit dem hier am Institut entwickelten Verfahren der Kohlenstoff-unterstützen Epitaxie lassen sich glatte, dünne und vollrelaxierte Germaniumschichten mit moderaten Defektdichten realisieren. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, den Prozess der Kohlenstoff-unterstützten Epitaxie weiter zu untersuchen und weiterzuentwickeln. Insbesondere liegt das Augenmerk hierbei auf der Defektfilterwirkung von Kohlenstoffsubmonolagen.

 

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Einfluss von virtuellen Substraten auf das Wachstum von Seltene Erden Oxiden

 

Leitung:

H. J. Osten

Bearbeitung:

J. Schmidt

Kurzbeschreibung:

Das MBE-Institut beschäftigen seit mehreren Jahren mit dem epitaktischen Wachstum von kristallinen Seltenen-Erden-Oxiden auf Si-Substraten. Als Modellsysteme werden dabei die Sesquioxide Gadoliniumoxid (Gd2O3) und Neodymoxid (Nd2O3) untersucht. Beide Oxide treten in dergleichen kristallografischen Struktur auf, wobei Gd2O3 einen kleineren Gitterabstand als Silizium aufweist während Nd2O3 größer als Silizium ist. In der Vergangenheit wurden ternäre Mischschichten der Form (Gd1-xNdx)2O3 (mit x = 0…1) auf Silizium gewachsen, d.h. die Gitterfehlanpassung konnte durch die Wahl der Zusammensetzung durchgestimmt werden.

 

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Optionen zur Realisierung von Si-Solarzellen mit Effizienzen über 26%

Bild zum Projekt Optionen zur Realisierung von Si-Solarzellen mit Effizienzen über 26%

Leitung:

J. Krügener

Bearbeitung:

R. Zieseniß, G. Glowatzki

Laufzeit:

07/2015 - 06/2018

Förderung durch:

BMWi

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen des „26+“-Projekts sollen „Leuchtturmeffizienzen“ von über 26% erreicht werden. Aktuell wäre dies ein neuer Wirkungsgradrekord für Si-Solarzellen mit nur einem pn-Übergang. Während der Projektlaufzeit sollen „Schlüsselschritte“ in der Prozesssequenz mit industrierelevanten Verfahren realisiert werden, so dass die deutsche PV-Industrie zeitnah von dem in „26+“ generierten Wissen profitieren kann.

 

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