MBI und FBH richten Konferenz zu Defekten in Halbleitern und Bauelementen aus
Hersteller von Halbleitern haben es mit zwei Größenproblemen zu tun: Einerseits sollen ihre Bauteile immer kleiner werden; manche Schichten sind nur noch eine Atomlage dick. Andererseits geht es darum, mehr und mehr dieser Winzlinge auf eine Scheibe zu packen, also die „Wafer” immer größer zu machen. Stets streben die Produzenten dabei nach Perfektion – die Kristalle sollen möglichst ohne „unerwünschte” Defekte wachsen. „Erwünschte” Defekte andererseits ermöglichen das Maßschneidern von Bauelement-Eigenschaften. Defektphysik und Fehlersuche sind mittlerweile zu einer Wissenschaft für sich geworden. Kürzlich haben sich Forscher und Industrievertreter in Berlin zu einer Konferenz getroffen, bei der es um die Erkennung, ihre Sichtbarmachung mittels abbildender Methoden und die Physik von Defekten in Halbleitern ging (Defects – Recognition, Imaging and Physics in Semiconductors, kurz DRIP).
Es war bereits die zwölfte DRIP-Konferenz, ausgerichtet wurde sie vom Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) gemeinsam mit dem Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH). Im Max-Born-Saal des MBI hatte auch die gut besuchte Posterausstellung stattgefunden, und MBI, FBH sowie das Institut für Kristallzüchtung hatten Führungen durch ihre Labore organisiert.
„Die Konferenzreihe gibt es nun schon mehr als zwanzig Jahre”, berichtet Dr. Jens W. Tomm vom MBI, der die Tagung mitorganisierte. „In dieser Zeit hat sich der Fokus natürlich verschoben.” Ursprünglich sei es hauptsächlich um Defekte in Substraten gegangen. Mittlerweile jedoch stünden komplizierte Strukturen und sogar Bauelemente im Mittelpunkt des Interesses. Defekte können während des ganzen Herstellungsprozesses entstehen. Tomm: „Das fängt beim Wachstum der kristallinen Schichten an, geht über die Konfektionierung, zum Beispiel das Auflöten, der Bauelemente bis hin zum laufenden Betrieb.” Auch die Auswertung von Alterungstests gehöre zur Fehlersuche. Die Industrie hat ein großes Interesse an all diesen Aktivitäten.
Beispielsweise gab es einen viel beachteten Vortrag zum Thema Solarzellen aus Silizium. Je höher die Reinheit der Kristalle, desto höher ist die Stromausbeute. Allerdings ist hochreines Silizium sehr teuer. Aus diesem Grund versuchen die Hersteller von Solarsilizium, Methoden zu entwickeln, um Material mit geringerem Reinheitsgrad zu „reinigen” und Defekte zu verringern. Jens W. Tomm sagt: „Dies ist ein Forschungsfeld mit großer Bedeutung für die Zukunft.” Ebenfalls wichtig seien Diodenlaser für technische oder medizinische Anwendungen. Hier sei es wichtig, die Strahlqualität, Lichtausbeute und die Lebensdauer der Bauelemente zu erhöhen.
Die Konferenz beinhaltete auch ein Symposium, das sich mit Fehlern in optoelektronischen Bauelementen („Defects in Devices”) befasste und vom integrierten EU-Projekt „WWW.BRIGHTER.EU” unterstützt wurde. Zum BRIGHTER-Konsortium gehören neben anderen das FBH und das MBI.
Beherrschende Themen der DRIP-Konferenz waren die besagten Größenprobleme: Denn auch bei der Fahndung nach Defekten geht es darum, einerseits ultradünne Schichten zu untersuchen und andererseits ganze Wafer zu durchleuchten und deren Strukturen samt möglicher Defekte abzubilden. Darüber hinaus befassten sich die 145 Teilnehmer aus 26 Staaten mit Bauelementen aus Silizium, Defekten in Gruppe IV Halbleitern allgemein, Galliumnitrid (GaN) und Bauelementen aus GaN sowie mit Defekten in Nitriden und neuen Entwicklungen auf dem Gebiet der III-V-Halbleiter.
