Materialien

Materialien – Die Grundlage für neue Anwendungen

Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht herausragende, wissenschaftlich-technologische Lösungen für den Bereich kristalliner Materialien und deren Herstellung zu entwickeln. Damit soll gleichermaßen die Kommerzialisierung dieser Materialien vorangetrieben und neue Anwendungen auf Basis jener Materialien gefördert werden.

Wir unterstützen Hersteller und Zulieferer von Materialien, Bauelementen und Anlagen in den Bereichen Kristallzüchtung, Epitaxie, Dünnschicht-Abscheidung und Materialcharakterisierung. Dabei profitieren unsere Kunden von neuen Produkten, reduzierten Kosten, erhöhtem Ertrag, verbesserter Materialqualität und erhöhter Bauelement-Zuverlässigkeit. Zu diesem Zweck entwickeln und optimieren wir neue Anlagen-, Prozess, Modellierungs- und Charakterisierungstechniken.

Unsere Aktivitäten zielen vor allen auf Halbleitermaterialien (Si, Ge, Diamant, SiC, GaN, AlN, GaAs, InP, CdTe) ab. Erfahrungen liegen aber auch für optische, Laser- und Szintillator-Kristalle vor. Darüber hinaus forschen wir an neuartigen Batteriematerialien.

 

Strategie

 


 


Unsere Strategie beruht auf der Optimierung von Kristallwachstums- und -züchtungsprozessen durch eine Kombination von experimenteller Prozessanalyse, maßgeschneiderten Charakterisierungstechniken und numerischer Modellierung. Hierfür steht eine gut ausgestattete Infrastruktur aus FuE-Ofenanlagen, Epitaxie-Reaktoren, modernsten Messmethoden zur Bestimmung physikalischer, chemischer, elektrischer und struktureller Materialeigenschaften sowie leistungsfähiger und nutzerfreundlicher Simulationsprogramme zur Verfügung. Letztere sind vor allem für die Berechnung von Wärme- und Stofftransportphänomenen in komplexem Hochtemperatur-Anlagen konzipiert.  

Focus Areas

 

Silizium

Spezifische Forschung zur Kristallzüchtung und Charakterisierung von Silizium für den Einsatz in der Leistungselektronik und Photovoltaik. Wir entwickeln neuartige Tiegel- und Beschichtungsmaterialien, innovative Ofeneinbauten sowie das Recycling von Silizium-Abfall. Wir verwenden die numerische Modellierung für die Optimierung der Silizium Kristallzüchtung und bieten individuelle Dienstleistungen an, wie etwa Charakterisierung von Kristallen und Wafern.

 

Siliziumkarbid

Entwicklung von Epitaxieprozessen und Charakterisierungsmethoden für SiC-Leistungselektronik, SiC-Sensoren und Quantenbauelemente mit besonderem Fokus auf verbesserter Materialqualität. Unsere kundenorientierten Dienstleistungen beinhalten n- und p-Typ-Epitaxie auf 4H-SiC-Wafern sowie die Herstellung vollständiger SiC-Bauelemente.

 

GaN & AlN

Entwicklung des HVPE-Prozesses zur Herstellung von GaN-Kristallen sowie der PVT-Technik zur Züchtung von AlN-Kristallen. Wir legen Fokus darauf, die GaN and AlN Kristalle zu „epiready“ Wafer und sogar zu kompletten Testbauelementen weiter zu prozessieren. Wir untersuchen systematisch den Einfluss von strukturellen Defekten auf die Funktionalität und Zuverlässigkeit von Nitridbauelementen.

 

Weitere
Kristallmaterialien

Angewandte Forschung zur Züchtung von GaAs, InP, CdZnTe Kristallen mit dem Vertical Gradient Freeze (VFG) oder Vertical Bridgman (VB) Verfahren, die den speziellen Anforderungen in Bereichen wie Kommunikation, Datentransfer, Beleuchtung und Laser genügen. Wir bieten die Unterstützung bei der Entwicklung von Kristallzüchtungs- und Epitaxie-Anlagen und – Prozessen an.

 

Energiematerialien

Analyse von wiederaufladbaren Aluminium-Ionen-Batteriesystemen als Alternative für Lithium-Ionen-Batterien mit dem Schwerpunkt auf der Entwicklung von Kathodenmaterial und Elektrolyt, einschließlich der elektrochemischen Charakterisierung in Testzellen.

 

Anlagensimulation

Wir bringen unser Know-How in der numerischen Modellierung, insbesondere unsere Expertise in der Modellierung von Wärme- und Stofftransportprozessen ein, um Hochtemperaturanlagen und -prozesse unserer Kunden zu optimieren.

Publikationen

 

Broschüren

 

Weitere Forschungsgebiete am IISB

Die gesamte Wertschöpfungskette der Leistungselektronik