Projekt

Zurück zur Übersicht

Wachstum von III-V Nanostrukturen in 3D Schablonen und deren Charakterisierung

Titel Englisch Growth of III-V nanostructures in 3D templates and their characterization
Gesuchsteller/in Riel Heike
Nummer 156746
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung IBM Research GmbH
Hochschule Firmen/Privatwirtschaft - FP
Hauptdisziplin Materialwissenschaften
Beginn/Ende 01.06.2015 - 31.05.2019
Bewilligter Betrag 495'892.00
Alle Daten anzeigen

Alle Disziplinen (2)

Disziplin
Materialwissenschaften
Mikroelektronik, Optoelektronik

Keywords (6)

transmission electron microscopy ; energy-electron loss spectroscopy; growth; III-V nanowires; heterostructures; epitaxy

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Die kontinuierliche Miniaturisierung verbunden mit der stetigen Steigerung der Rechenleistung elektronischer Schaltkreise erfordert die Erforschung und Entwicklung neuer Materialien und Bauelemente. Insbesondere die Integration von III-V Halbleitermaterialien auf Silizium Substraten ist ein notwendiger Meilenstein der erreicht werden muss, um neuartige elektronische und optoelektronische Bauelemente und somit auch neue Funktionalitäten direkt auf einem Silizium-Mikrochip zu integrieren. Es hat sich bisher als eine grosse Herausforderung erwiesen, III-V Materialien mit hoher Qualität monolithisch auf Silizium zu integrieren.
Lay summary

Das Hauptziel unseres Projektes ist es eine neue Methode zu entwickeln, um III-V Nanostrukturen insbesondere auch III-V Heterostrukturen mit hoher Qualität des Kristalls, der Oberfläche und der Materialgrenzflächen auf Silizium epitaktisch abzuscheiden. Ein vielversprechender Ansatz dieses Ziel zu erreichen ist die, von uns vor kurzem eingeführte, neue Methode des Wachstums von Nanostrukturen in 3D Schablonen. Im Detail werden wir die entsprechenden Materialwachstumsprozesse, mittels spezifischer Charakterisierungsarten, insbesondere verschiedener Transmissionselektronenmikroskopiemethoden genau untersuchen. Dies beinhaltet die Korrelation zwischen Wachstumsparametern und Kristallmorphologie, der Kristallzusammensetzung und der Defektformation zu verstehen. 

Die erfolgreiche Integration von III-V Halbleitern auf Silizumsubstraten eröffnet neue Möglichkeiten und verschiedenste Anwendungen im Bereich der integrierten Nano- und Optoelektronik. Zum Beispiel, können Hochfrequenzbauelemente und ultra-effiziente Transistoren aus III-V Halbleitern sowie Photodetektoren, licht-emittierende Bauelemente und vielleicht sogar Laser auf einem Silizium-Mikrochip integriert werden. Ein übergeordnetes Ziel unser Forschungsaktivitäten ist es, den Energieverbrauch von Computern, Mobiltelefonen, Tablets und anderer elektronischer Geräte deutlich zu reduzieren.

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 06.01.2015

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Abstract

As the scaling-down of silicon microelectronic devices is approaching fundamental limits, the semiconductor industry is forced to research and develop novel materials and devices. The integration of III-V semiconductors on Si is key to open up new possibilities for electronic and optoelectronic devices and thus new on-chip functionalities. However, it has proved a very challenging task to realize III-V material on Si with sufficiently high quality. The overall goal of this project is to achieve controlled growth of III-V nanowire heterostructures directly on silicon-on-insulator (SOI) wafers with high crystal-, surface-, and interface quality. The basis to achieve this significant goal is a recently developed methodology called template-assisted epitaxy which has enabled precisely-controlled growth of high-quality vertical III-V nanowires on Si substrates with any orientation. This method will now be applied to SOI wafers to enable growth of nanowires, which are ideally suited for various applications such as high-speed and low-power III-V transistors, integrated photodetectors and light-emitting devices, even lasers. The focus of this project is on deepening the understanding of III-V nanoscale epitaxy processes, on investigating the correlation between growth parameters and crystal morphology, as well as composition and defect formation. This will be enabled by exploiting the unique capabilities offered by the new double-aberration-corrected (scanning) transmission electron microscope (STEM/TEM) - unique in these characteristics within Switzerland, along with the concurrent development of advanced microscopy techniques and image analysis methods.
-