ERA-Net: Verbundprojekt: Defect Engineering in Crystal; Teilprojekt: Verbesserung der Produktion von Halbleitermaterialien durch die Entwicklung eines neuartigen, experimentell validierten, Simulations-Modells, welches die Defekt-Dynamik selbstkonsistent einbezieht

Die Qualität der meisten modernen Bauelemente ist direkt mit der Qualität des Ausgangsmaterials verbunden. Jede Art von Materialdefekten kann bis zum Totalausfall des Bauelements führen. Der Herstellungsprozess besteht zu Beginn aus einem Hochtemperaturprozess, in dem das Auftreten von Defekten häufig zu beobachten ist. Allerdings sind die dahinterstehenden Mechanismen bislang nur unzureichend verstanden und die zurzeit existierenden Modelle sind nicht ausreichend. Innerhalb dieses Projektes werden wir die Randbedingungen zur Defektentstehung in Halbleiter-Bauelementen theoretisch/numerisch und experimentell untersuchen. Insbesondere soll das Auftreten von Versetzungen und Sauerstoff-induzierten Stapelfehlern bei der Herstellung von Silizium-Kristallen für die Halbleiter-Industrie im Mittelpunkt des Projektes stehen. Die zu erzielenden Ergebnisse werden aber auch auf andere Materialsysteme übertragbar sein. Ein essentieller Aspekt des vorgeschlagenen Projektes ist die intensive Interaktion von experimenteller/empirischer Arbeit mit theoretischen Betrachtungen und deren Implementation in den Code von Simulationssoftware. Der iterative Arbeitsablauf des Projektes besteht aus der Durchführung spezieller Kristallisationsexperimente und Übergabe der Prozessdaten an die Partner, der Erweiterung des Software-Codes, der Simulation des Experimentes und dem Vergleich der numerischen und experimentellen Ergebnisse. Abhängig von der Übereinstimmung beider Ergebnisse wird der Source-Code weiter angepasst. Diese Schleife soll für verschiedene Bedingungen durchlaufen werden, so dass zum Projektende die numerische Simulation deutlich verbessert wurde, die Bedingungen die zur Defektbildung führen klarer sind, Information über Schwellwerte bekannt sind, die angeben, in welchem Parameterraum der Prozess stattfinden muss, um die Entstehung und Vermehrung von Defekten zu vermeiden.