Novel Crystal Technology hat in Zusammenarbeit mit dem Fine Ceramics Center eine bahnbrechende Evaluierungstechnik demonstriert, die mithilfe der Phasenkontrastmikroskopie eine dreidimensionale Visualisierung von Defekten im Inneren von Galliumoxidkristallen vom Beta-Typ ermöglicht.
Galliumoxid gilt weithin als vielversprechendes Halbleitermaterial mit extrem großer Bandlücke, das für Leistungselektronik der nächsten Generation hohe Effizienz und eine hohe Durchbruchfestigkeit bei hohen Spannungen bieten kann. Die Identifizierung struktureller Defekte wie Versetzungen während der Kristallzüchtung war jedoch traditionell schwierig und zeitaufwendig.
Diese neue Methode ermöglicht eine hochpräzise Kartierung von Defekttypen und ihrer räumlichen Verteilung im gesamten Material. Die Phasenkontrastmikroskopie ist mit einfacher Einrichtung bei hohen Geschwindigkeiten einsetzbar und erlaubt eine schnelle Beobachtung großer Oberflächenbereiche, einschließlich vollständiger Sechs-Zoll-Wafer.
Die dreidimensionale Bildgebung zeigte, dass die meisten Versetzungen den Kristall bei leichtem Neigungswinkel geradlinig durchlaufen, dass jedoch auch unterschiedliche Defektverhalten vorkommen — etwa variierende Neigungswinkel und lokal gewundene Pfade. Diese räumlichen Erkenntnisse werden es Ingenieuren ermöglichen, die Parameter des Kristallwachstums erheblich zu optimieren und so den Weg für zuverlässige, leistungsstarke Galliumoxid-Leistungsbauelemente zu ebnen.
