Materialanalytik
Die Materialanalytik ist integraler Bestandteil der Epitaxieentwicklung und der Qualitätssicherung am FBH. Durch den direkten und schnellen Zugang zu wichtigen Analysemethoden sind wir in der Lage, Epitaxieprozesse für neue Bauelementstrukturen schnell zu entwickeln. Dank dieser raschen Rückkopplung zu den Epitaxieparametern können wir auch sehr komplexe Schichtstrukturen mit exakt definierten Eigenschaften herstellen (z. B. Laserstrukturen mit integriertem Bragg-Gitter). Dabei prüfen wir permanent die Schichteigenschaften, z. B. bei jeder neuen Charge von Ausgangsstoffen. Das sichert eine gleichbleibend hohe Qualität. Die Analyse von Bauelementen auf Ausfallursachen hilft uns zudem, Bauelementstrukturen und Bauelementprozesse weiterzuentwickeln.
Vertiefende Informationen über strukturelle Eigenschaften von Halbleiterstrukturen nach bestimmten Epitaxie- oder Prozessschritten, insbesondere über die Zusammensetzung und Ausgestaltung von Grenzflächen auf Nanometerskalen, erhalten wir über die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Die instrumentelle Ausstattung für TEM-Analysen nutzen wir im Rahmen einer Partnerschaft mit der Humboldt-Universität zu Berlin.
- Rasterelektronenmikroskopie (REM) zur Oberflächenanalyse und Schichtdickenmessung (hochauflösende REMs Hitachi S 4800 und Zeiss Ultra+)
- Kathodolumineszenz (KL) (T = 80 - 300 K) zur ortsaufgelösten Messung von Lumineszenzintensität und -wellenlänge, zur Aufnahme von spektralen Mappings oder Linescans und zur Defektcharakterisierung und Ausfallanalyse (Zeiss Ultra+)
- Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDXS) (electron microprobe) zur lokalen quantitativen Zusammensetzungsbestimmung und zur Aufnahme von Elementverteilungsbildern
- Präparationstechnik (Querschnitte, Plan-View Präparation, FIB (focused ion beam) Lamellenschneiden) für REM und TEM
- Analytische Transmissionselektronenmikroskopie zur Untersuchung von Grenzflächen und Defektstrukturen, zur Bestimmung von Variationen in Komposition und Kristallorientierung auf Nanometerskalen (am TEM der HU Berlin)
- RT-Photolumineszenz(PL)-Mapping zur Bestimmung von Emissionswellenlänge und Homogenität der Zusammensetzung (Laytec EPIX)
- Spektrales Reflektionsmapping und Transmissions-/Reflexionsmessungen zur Bestimmung von Schichtdicken (auch Homogenität), Absorptionskanten und DBR-Spiegelcharakteristik (Laytec EPIX, Filmetrics F20)
- Tieftemperatur PL (T = 10 K) zur Analyse der Materialqualität mit Anregungslasern im Wellenlängenbereich von 193 nm bis 1020 nm und Detektion von 190 nm bis 1700 nm
- Anregungsleistungs- und temperaturaufgelöste PL (10 K - 300 K) zur Bestimmung interner Quanteneffizienzen
- Elektrolumineszenz (EL) zur Bestimmung spektraler Emissionscharakteristika und P-U-I-Kennlinien von LEDs und Laserdioden
Hochauflösende Röntgenbeugung zur präzisen Bestimmung von Zusammensetzung, Schichtdicke und Verspannungen in Einzel- und Mehrfachschichten (PANalytical Xpert Pro und Xpert3)
Rasterkraftmikroskopie (AFM) zur Bestimmung von Oberflächenprofilen, Rauigkeiten und Höhenstrukturen (Höhenauflösung bis ca. 0,2 nm) (Dimension edge von Bruker)
- Elektrochemische C-V-Messung von vertikalen Ladungsträgerprofilen (Accent ECV Pro, Accent PN 4300/4400, Dage CVP 21)
- Schichtwiderstand-Mappings (lateral) (M-RES 2000M)
- Halleffekt-Messungen zur Bestimmung von Ladungsträgerkonzentration und Beweglichkeit (temperaturabhängig, magnetfeldabhängig)
Spektral- und zeitaufgelöste Messung von Fotostrom zur Charakterisierung von Fotodioden insbesondere im UV
Unsere Analyseverfahren und Expertise bieten wir auch Partnern und Kunden als Services:
