Entwicklung eines Prozesses zum homoepitaktischen Wachstum von (01-15)-orientiertem SiC aus der flüssigen Phase

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SiC ist im Bezug auf seine physikalischen und elektronischen Eigenschaften einer der am besten geeigneten Halbleiterwerkstoffe für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen. Gleichzeitig ist die Volumenkristallzüchtung wie auch die Epitaxie von SiC sehr schwierig, so dass nur (0001)-orientierte Substrate und Schichten hergestellt werden, die im Vergleich zu anderen, industriell hergestellten Halbleitereinkristallen eine mangelhafte kristalline Qualität und inhomogene Dotierstoffverteilung aufweisen. Dieser Sachverhalt stellt sich als wesentliches Hindernis für die weitere Entwicklung von SiC-basierten Bauelementen dar. Das Ziel, ein besseres Verständnis der Defektentstehung in SiC zu erreichen, bleibt daher ein aktueller, wichtiger Bestandteil der Forschung. Die in diesem Projekt vorgestellten Flüssigphasenepitaxie auf unkonventionellen, (01-15)-orientierten Substraten stellt, wie sich in unseren Voruntersuchungen gezeigt hat, einen viel versprechenden Weg zur Herstellung von glatten, defektfreien, dicken SiC-Epitaxieschichten dar. Bei den projektierten Forschungsarbeiten werden hierzu drei spezielle Technologien der Kristallzüchtung kombiniert, die von den Antragstellern selbst entwickelt und nur dort verfügbar sind: Die Gasphasenzüchtung von (01-15)-orientierten SiC-Volumeneinkristallen, die Gasphasenzüchtung von hochreinen, dichten SiC-Tiegeln und die Flüssigphasenepitaxie bei Temperaturen über 2000°C unter erhöhtem Inertgasdruck. Auf diesem Weg sollen kontrollierbar dicke SiC-Epitaxieschichten hoher kristalliner Qualität bei hohen Wachstumsgeschwindigkeiten hergestellt werden. Die Forschungsarbeiten werden auch erheblich zu einem verbesserten Verständnis der Wachstumsmechanismen und der Defektentstehung in SiC beitragen.