Projekt

Das wesentliche Projektziel liegt in der Entwicklung von Verfahren zum effektiven und ressourcenschonenden Materialeinsatz von Gallium in Galliumarsenid-Halbleitersubstraten (GaAs) mit Durchmessern zwischen 100 und 150mm, sowie deren Einsatz zur Herstellung von energiesparenden Leuchtdioden. Gallium ist der Schlüsselrohstoff für die Optoelektronik (u.a. LEDs, Laserdioden), integrierte Schaltungen (analog und digital), einschließlich der Hochfrequenztechnik in allen satellitengestützten Systemen. Es spielt eine zunehmende Rolle für Entwicklungen auf dem Gebiet magnetischer Werkstoffe sowie für Dünnschicht-Solarzellen. Es wird vermutet, dass der Bedarf an Gallium im Jahr 2030 beim Sechsfachen der Primärproduktion von 2013 liegt.

Im Projekt werden materialeffiziente und kostengünstige Technologien zur Herstellung von roten und gelben Leuchtdioden erforscht. Ziel ist dabei den Materialbedarf von Gallium in den entsprechenden Galliumarsenid-Substraten (GaAs) um bis zu 65 % reduziert werden.

Im Projekt werden neue Ansätze für alle Herstellungsschritte eines Galliumarsenid-Substrates von der Kristallzüchtung über das Kristalltrennen bis hin zum Oberflächenfinish hinsichtlich des Materialeinsatzes betrachtet. So wird die Realisierung eines Substrates mit einem Durchmesser von 150mm und einer verringerten Dicke von etwa 450µm angestrebt. Für die Weiterverarbeitung solcher materialeffizienter Substrate müssen die Technologien für die Herstellung von Leuchtdioden, wie Epitaxie und Chipprozessierung, entscheidend verbessert werden. Auf das Handling der extrem dünnen GaAs-Wafer muss besonderes Augenmerk gelegt werden, um eine wirtschaftliche Verwertung der Projektergebnisse realisieren zu können.

Ein weiterer Schwerpunkt bildet die Analyse der Abfallströme aus der Fertigung und der Versuch Gallium mittels effizienter Recycling-Methoden zurückzugewinnen.