Einsatz einer Valved-Cracker-Zelle zur Herstellung von optimierten Halbleiternano- und Halbleiter-Supraleiter-Hybridstrukturen

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Es sollen hier in einer Molekularstrahlepitaxieanlage für die Herstellung von AlGaInAs-Heterostrukturen konventionelle AsFeststoffquellen durch eine sogenannte "Valved-Cracker-Zelle" ersetzt werden. Zentraler Aspekt ist dabei neben der Möglichkeit, sowohl As2 als auch As4-Dampfstrahlen zu erzeugen, die sehr schnelle und präzise Kontrolle des Arsen-Flusses durch ein Ventil. Dies ermöglicht unter anderem eine Reduktion der Segretation von Dotierstoffatomen aus in der Schicht vergrabenen, epitaktischen Elektroden durch einen kurzzeitig erhöhten ArsenFluss. Das würde minimierte Strukturgrößen für eine Vielzahl von Probenstrukturen z.B. mit integriertem Rückkontakt ermöglichen. Als weiterer, wesentlicher Aspekt kann auch für komplizierte Schichtenfolgen mit veränderlicher Wachstumsgeschwindigkeit das III-V-Flussratenverhältnis definiert eingestellt werden. Das ist z.B. für einen metamorphen Buffer zum Übergang von GaAs auf InAlAs-Gitterkonstante von entscheidender Bedeutung und ermöglicht so eine weitere Optimierung von InAs High Electron Mobility Transistor (HEMT) Strukturen auf GaAs Substraten. Auch beim selbstorganisierten Wachstum von InAs-Quantenpunkten sowie beim epitaktischen Überwachsen von strukturierten Unterlagen bietet eine Valved-Cracker-Zelle eine wesentlich verbesserte Prozesskontrolle und ermöglicht außerdem neue Freiheitsgrade für Probenentwurf und optimierte Prozessfolge. Die neue As-Quelle soll zum einen für Vorarbeiten zu einem neuen Teilprojekt in der zweiten Antragsphase des SFB 508 eingesetzt werden. Zum anderen ist sie von großem Vorteil für bereits laufende Projekte. Für alle Heterostrukturproben, die in vier laufenden, in vier zusätzlichen, für die zweite Phase geplanten Teilprojekten des SFB 508 sowie in zwei Graduiertenkolleg-Projekten verwendet werden, würde der Einsatz einer Valved-Cracker-Zelle einen bedeutenden Gewinn darstellen.