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Dienstag, 12 April 2022 07:00

Effizientes Dotieren der Halbleiter von morgen

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Geschätzte Lesezeit: 1 Minute
Kontrollierte Dotierung von van-der-Waals-Kristallen, realisiert durch niederenergetische Ionenimplantation und Millisekunden-Intensivpulslicht-Tempern (Foto: HZDR) Kontrollierte Dotierung von van-der-Waals-Kristallen, realisiert durch niederenergetische Ionenimplantation und Millisekunden-Intensivpulslicht-Tempern (Foto: HZDR)

Elektronik der Zukunft ist ohne zweidimensionale Materialien undenkbar. Ihre einzigartigen Eigenschaften erschweren aber ihre Dotierung mit Fremdatomen. Dieser Schritt ist aber notwendig, um die elektrische Leitfähigkeit präzise einzustellen und das Material in einen p- oder n-Typ-Halbleiter zu verwandeln.

Einem Team des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der TU Chemnitz ist nun ein Durchbruch gelungen. Eine von ihnen verwendete Deckschicht ermöglicht es, die neuen Materialien mit den bereits etablierten Verfahren für herkömmliche Halbleiter zu bearbeiten. Das ist ein großer Schritt auf dem Weg aus dem Labor in die industrielle Fertigung.

Alternativen für das heute gebräuchliche Silizium sind ultradünne, zweidimensionale Materialien wie Graphen oder Übergangsmetall-Dichalkogenide. Sie sind nur wenige Atomlagen dick. Damit die neuen 2D-Materialien als elektronische Komponenten funktionieren, müssen ihre inneren Eigenschaften durch Dotieren verändert werden. Ionenimplantation ist bei diesen nur wenige Atomlagen dicken Materialien schwierig, denn die Ionen aus dem Strahl müssen genau in den wenigen Atomlagen stoppen, aus der das Material besteht. Deshalb hat das Team am HZDR die neuen Werkstoffe mit einer speziellen Deckschicht versehen. Der Aufbau dieser Schicht bietet die Möglichkeit, den Prozess der Dotierung sehr genau zu steuern.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 3
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr.-Ing. Richard Suchentrunk

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