Epitaxie Arsenide & Phosphide

Die Abscheidung einkristalliner Halbleiterschichten (Epitaxie) mit definierten optischen und elektrischen Eigenschaften ist die Grundlage für GaAs- und InP-basierte mikroelektronische und optoelektronische Bauelemente.

Die Gruppe Arsenide & Phosphide konzentriert sich auf die Entwicklung von Schichtstrukturen für die Optoelektronik. Diese Strukturen mit Emissionswellenlängen im Bereich von 635 nm bis 1220 nm sind die Basis für Hochleistungslaserdioden mit exzellenter Strahlqualität. Zur Wellenlängenstabilisierung werden Strukturen mit vergrabenen Gittern mittels Zweischritt-Epitaxieverfahren realisiert. In Kooperation mit Kunden werden sättigbare Absorberstrukturen zum Einsatz in gepulsten Lasersystemen entwickelt.

  • MOVPE-Anlage
    [+] MOVPE-Anlage in Betrieb
  • Beschicken Horizontalreaktor
    [+] Beschicken eines MOVPE-Horizontalreaktors
  • Beschicken Planetenreaktor
    [+] Beschicken eines 5 x 4-Zoll-Planetenreaktors

All diese Strukturen erfordern eine sehr gute Materialqualität der Halbleiterschichten, insbesondere der Grenzflächen zwischen den Schichten, sowie eine präzise Einstellung der Zusammensetzung und Dotierung. Die Entwicklung und Optimierung der Abscheidungsbedingungen für die Materialsysteme (Al,Ga)As, (Al,Ga,In)P und (Ga,In)(As,P) mit dem Ziel die hohe erforderliche Qualität zu gewährleisten ist hier die Aufgabe. Mittels dieser Prozesse werden Schichtstrukturen sowohl für den eigenen Forschungsbetrieb als auch für externe Partner und Kunden gefertigt.

Krümmungssensor LayTec
EpiCurve-Krümmungssensor zum Überwachen der Waferverbiegung

Als Wachstumsverfahren wird die metallorganische Gasphasenepitaxie (MOVPE), bei der u.a. die Ausgangmaterialien TMGa, TEGa, TMIn, TMAl, Arsin, Phosphin sowie Disilan, DMZn und CBr4 als Dotierquellen genutzt werden, eingesetzt. Die hohe Qualität der Halbleiterstrukturen am FBH wird unter anderem durch die genaue Kontrolle der Reinheit dieser Ausgangsmaterialien sichergestellt. Zwei MOVPE-Anlagen des Types Aixtron AIX 200/4 mit 3×2" bzw. 1×3"/4" Kapazität werden für explorative Arbeiten sowie zur Produktion von kleinen Stückzahlen eingesetzt. Eine größere Anlage des Typs Aixtron AIX 2400G3 (5×4") wird für größere Stückzahlen genutzt. Die Anlagen sind mit Systemen zur optischen in-situ Kontrolle des MOVPE-Wachstums mittels Reflektometrie und Reflexions-Anisotropie-Spektroskopie (RAS) ausgerüstet. Das FBH arbeitet mit dem Hersteller Laytec GmbH stetig an der Weiterentwicklung dieser Messsysteme.