Bauelemente mit hoher Bandlücke


Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente

Beschreibung:


Der Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente forscht an Bauelementen und elektronischen Systemen basierend auf Substraten mit hohem Bandabstand (wide-band-gap materials). Zu diesen Materialien zählt neben Siliciumcarbid (SiC) auch Galliumnitrid (GaN).



Insbesondere die Herstellung und Charakterisierung von Leistungsbauelementen für Spannungsklassen über 1000 V auf Siliciumcarbid-Substraten ist ein Schwerpunkt des Lehrstuhls. Aufgrund seines im Vergleich zu Silicium deutlich höheren Bandabstandes von über 3 eV bietet SiC die Möglichkeit, Bauelemente für Hochtemperatur- und Hochspannungsanwendungen zu verwirklichen. Neben den Prozessgeräten der Silicium-Technologie stehen dem LEB Anlagen zur Verfügung, die speziell auf die Anforderungen bei der Herstellung von SiC-Bauelementen abgestimmt sind (z.B. Hochtemperaturofen zur Aktivierung von Dopanden bis  1900 °C). Neben Untersuchungen zu ausgewählten Prozesssequenzen (z.B. dem Ausheilverhalten von implantierten Schichten in 4H-SiC oder dem Oxidationsverhalten von SiC) wurden in den vergangenen Jahren vor allem Forschungsarbeiten im Bereich neuartiger SiC-Leistungsschalter sowie der SiC-Prozessintegration durchgeführt. Für die Realisierung verlustarmer unipolarer Leistungshalbleiterbauelemente werden laterale Ladungskompensationsstrukturen auf SiC untersucht. Darüber hinaus werden am Lehrstuhl neuartige  UV-Photodioden auf SiC erforscht und entwickelt. Die halbleitertechnologischen Experimente werden durch entsprechende Prozess- und Bauelementesimulationen unterstützt. Aus den hergestellten SiC-Bauelementen werden Modellparameter für die Schaltungssimulation eruiert. 



In weiteren Forschungsarbeiten wurden am Lehrstuhl GaN-Leistungsbauelemente statisch und dynamisch charakterisiert. Auf der Basis der dynamischen Kenndaten erfolgt eine simulative Abschätzung der unter gegebenen Wirkungsgradanforderungen möglichen Schaltfrequenzen in einem isolierenden DC/DC-Wandler. Zudem wird eine angepasste Aufbau- und Verbindungstechnik für GaN-Leistungsbauelemente entwickelt. Darüber hinaus beteiligt sich der LEB im Rahmen der Forschergruppe 1600/1 an Forschungsarbeiten zur Herstellung von GaN-Kristallen mittels Ammonothermalsynthese.



Forschungsprojekt(e)

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Ladungskompensation in 4H-Siliciumkarbid - Simulation, Modellbildung und experimentelle Verifizierung
PD Dr. Tobias Erlbacher
(01.04.2016 - 31.03.2019)
Entwicklung von Halbleiter-Sensoren auf Siliziumkarbid
Prof. Dr. Lothar Frey
(01.10.2014 - 15.06.2018)
(Zukünftige, effiziente Energiewandlung mit GaN-basierter Leistungselektronik der nächsten Generation):
ZuGaNG: Dynamische Charakterisierung von gehäusten Bauelementen und grundlegenden Untersuchungen zur Zuverlässigkeit
Prof. Dr. Lothar Frey
(01.04.2014 - 30.06.2017)
(FOR 1600: Chemie und Technologie der Ammonothermal-Synthese von Nitriden):
FOR 1600: Kristallzüchtung von Nitrid-Einkristallen mit hoher Reinheit
Prof. Dr. Lothar Frey
(01.09.2011 - 31.12.2017)
SiC-BIFET: Untersuchungen zu bipolaren SiC-Feldeffekttransistoren für das Mittelspannungsnetz
Prof. Dr. Lothar Frey
(01.09.2010 - 10.07.2017)

Zuletzt aktualisiert 2018-24-10 um 15:31