De bouwstenen van alle halfgeleiderapparaten die onze technologische maatschappij in stand houden, zijn wafers (dunne plakjes halfgeleider) en dunne films die in verschillende stappen groeien voordat ze in verdere verwerkingsstappen terechtkomen. Om nieuwe functionaliteiten in halfgeleiderapparaten te realiseren en optimaal gebruik te maken van de beschikbare waferruimte, zullen zulke apparaten met behulp van nieuwe materialen zelfs tot atomaire schaal krimpen, en worden ontworpen in 3D-configuraties. De noodzaak van voorinspectie en het in-line karakteriseren van materialen op een gedetailleerd niveau is zeer relevant geworden voor gieterijen, vooral met het toenemende gebruik van heterogene systemen met verschillende halfgeleiders die de eigenschappen van het apparaat verbeteren. De huidige methoden voor waferinspectie van heterogene systemen om kritische materiaaleigenschappen te beoordelen, zoals doping en ladingsmobiliteit, zijn beperkt tot het oppervlak van het materiaal. Andere methoden zijn destructief wanneer ze worden gebruikt om informatie te verkrijgen als een functie van de diepte. Niet-destructieve methoden bieden niet voldoende nauwkeurige informatie, of vereisen voorkennis van sommige monstereigenschappen, zoals de dikte van de lagen. De huidige methoden leveren dus onvoldoende kwaliteit op, verminderen de productieopbrengst en zijn niet duurzaam.

In dit project willen onderzoekers de kenniskloof van snelle, niet-invasieve en niet-destructieve halfgeleiderinspectie dichten. Ze zullen breedband terahertzspectroscopie (THz – elektromagnetische straling in het verre infrarood), THz-emissiespectroscopie, microscopie en nanoscopie onderzoeken in industrieel relevante heterogene en tweedimensionale systemen, om zo materiaaleigenschappen te achterhalen als functie van diepte en positie. Met de kennis die uit dit onderzoek wordt opgedaan, zullen ze samen met de industriële partners een niet-invasief en niet-destructief prototype ontwikkelen op basis van korte pulsen van terahertzstraling in combinatie met optische pulsen, met als doel om de eigenschappen van gegroeide heterogene systemen in relevante industriële omgevingen te achterhalen. Dit prototype zal materiaal- en kwaliteitsonderzoeken van heterogene en tweedimensionale systemen voor opto-elektronica, micro-elektronica en MEMS-toepassingen mogelijk maken, waardoor de opbrengst, kwaliteit en doorlooptijd allemaal worden verhoogd en materiaalverspilling wordt verminderd. Dit instrument moet leiden tot extra omzet en het concurrentievermogen van halfgeleidergieterijen versterken.