GaN & AlN

Forschungsthemen

Unser Fokus liegt auf der Entwicklung des HVPE-Verfahrens (engl. Hydride Vapor Phase Epitaxy) zur Züchtung von GaN-Volumenkristallen mit 3 Zoll und 4 Zoll Durchmesser. Darüber hinaus entwickeln wir die Kristallzüchtung von AlN-Kristallen mit bis zu 2" Durchmesser unter Verwendung der PVT-Technik (engl. Physical Vapor Transport). Besonderes Augenmerk liegt auf einer stetigen Verbesserung der Qualität der GaN- und AlN-Kristalle, z.B. in Hinblick auf die Reduzierung von Strukturfehlern. Die Prozess- und Anlagenentwicklung wird durch numerische Simulationen unterstützt.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Technologien, um GaN- und AlN-Kristalle zu „epi-ready“-Wafern weiterzuverarbeiten. Die Qualität der Wafer testen wir in einem Hochtemperatur-MOCVD-Epi-Reaktor. Mit Testbauelemente, die wir auf diesen Substraten hergestellten, wollen wir demonstrieren, dass homoepitaktisch hergestellte Nitridbauelemente den heteroepitaktisch hergestellten hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit überlegen sind. Dazu korrelieren wir die Funktionalität und Zuverlässigkeit von Nitridbauelementen mit den strukturellen und elektrischen Eigenschaften der epitaktischen Schichten, die auf fremden und nativen Substraten gewachsen sind.

 

Services

Unsere Dienstleistungen reichen von der Herstellung von GaN- und AlN-Wafern in kleinen Stückzahlen, über die Bereitstellung von Nitrid-Epitaxie bei Temperaturen bis zu 1450°C auf verschiedenen Substraten bis hin zur Verarbeitung kompletter Nitrid-Prototyp-Bauelemente.

Wir analysieren Nitridkristalle und Epilayer, ausgehend von der makroskopischen Ebene bis hinunter in den atomaren Bereich. Beispiele sind die vollflächige Charakterisierung von Defekten mittels Röntgentopographie, die Untersuchung defektgeätzter Proben durch optische Mikroskopie, Kathodolumineszenzmessungen im Transmissionselektronenmikroskop, Photolumineszenzmessungen, Rasterkraftmikroskopie u.v.m.

© Fraunhofer THM

Eine Mitarbeiterin des Technologiezentrums für Halbleitermaterialien THM Freiberg begutachtet ein Galliumnitrid-Substrat.

© Fraunhofer IISB

Das Fraunhofer IISB verfügt u.a. über ein Wafering-Labor zum Sägen von GaN- und AlN-Kristallen in Wafer.

© Fraunhofer IISB

Die „epi-ready“-Qualität von GaN- und AlN-Wafern nach dem Schleifen, Polieren und Reinigen wird am IISB durch AlGaN-Epitaxie bei Temperaturen bis zu 1450 ° C kontrolliert.

Innovative Reliable Nitride based Power Devices and Applications

European Union funded project "InRel-Power"

Weitere Forschungsgebiete am IISB

Die gesamte Wertschöpfungskette der Leistungselektronik