Entwicklung, Bau und Erprobung einer Mikro-PL-Apparatur

Diplomarbeit aus dem Jahr 2008 im Fachbereich Physik - Experimentalphysik, Note: 1,8, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Grundlage in der Mikroelektronik spielen Halbleiterbaumaterialien, die sich für ihr jeweiliges Einsatzgebiet aufgrund ihrer diesbezüglichen hervorragenden Eigenschaften auszeichnen. In der vorliegenden Arbeit richtet sich das Augenmerk auf eine optische Charakterisierungsmethode, die Photolumineszenz (PL). Mit ihr können u. a. Einflüsse verschiedener Prozessschritte (z. B. Tempern der Probe) und mikroskopischer Strukturen (z.B. Micropipes im Siliziumkarbid), die für die Leistungsfähigkeit des Bauelementes kritisch sind, untersucht werden. Mit der PL bietet sich dem Anwender sowohl die Möglichkeit einer spektralen, lokalen Charakterisierung als auch einer ortsaufgelösten bildlichen Darstellung (Topographie) des Defektinventars der Probe. Die Aufgabe der vorliegenden Diplomarbeit bestand in der Konstruktion und dem Bau einer Mikro-PL. Anhand der Anwendung auf ausgewählte Materialien soll in dieser Arbeit die Bedeutung der neuen Apparatur verdeutlicht werden. Im Folgenden wird der Leser zunächst in die Grundlagen der Halbleiterphysik und der Photolumineszenz eingeführt. Anschließend wird das Konzept der Mikro-PL vorgestellt und dabei auf Vorüberlegungen zum Bau, dessen Umsetzung und auf die aufgetretenen Probleme eingegangen. Weiterhin werden gewonnene Erkenntnisse über den Apparatebau im Allgemeinen und die Optik im Besonderen präsentiert sowie die Möglichkeiten zur Verbesserung und Optimierung der Leistungsfähigkeit der Mikro-PL-Apparatur aufgezeigt. Der zweite Teil dieser Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Anwendung und Bedeutung der Mikro-PL für verschiedene Materialien. Zunächst werden die binären Halbleiter Indiumphosphid und Siliziumkarbid untersucht. Darüber hinaus werden die für die Geodatierung wichtigen Feldspäte betrachtet. Abschließend erwarten den Leser eine Zusammenfassung der im Rahmen dieser Diplomarbeit gewonnenen Ergebnisse und ein Ausblick auf zukünftige Untersuchungen.