ZweiGaN
Entwicklung von Zwei-Schicht dotierten GaN-Substraten und vertikalen Hoch-Volt-Transistoren
Motivation
Die effizientere Nutzung elektrischer Energie ist ein Thema mit hoher wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Bedeutung. Energieeinsparungen sind durch effizientere Transistoren in Systemen zur Spannungswandlung und Leistungssteuerung möglich. In derzeit eingesetzten Transistoren aus Silizium ist die Effizienz durch natürliche Materialeigenschaften begrenzt. Der Halbleiter Galliumnitrid (GaN) besitzt bessere Eigenschaften, da er höhere Leistungsdichten und Schaltfrequenzen erlaubt. Um dieses Potenzial ausnutzen zu können, ist die Herstellung von GaN-Wafern (Substrate) mit hoher Kristallqualität notwendig, auf deren Basis die neuartigen Transistorkonzepte umgesetzt werden können.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Projektes ZweiGaN ist die Entwicklung eines Herstellungsprozesses für speziell dotierte und defektarme GaN-Wafer. Dazu werden die notwendigen Grundlagen für deren Herstellung erarbeitet und das spezielle Beschichtungsverfahren, die Hydridgasphasenepitaxie, entsprechend angepasst. Darauf aufbauend werden unterschiedliche, innovative Konzepte für GaN-basierte Transistoren umgesetzt und getestet. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden genutzt, um die GaN-Waferherstellung kontinu-ierlich zu optimieren.
Innovationen und Perspektiven
Die verschiedenen Transistorkonzepte, realisiert auf GaN-Substraten, sollen die Leistungsfähigkeit der Technologie demonstrieren. Sie sind aufgrund ihrer hohen Spannungsfestigkeit attraktiv für weitere Entwicklungsprojekte und eine industrielle Verwertung in einer Vielzahl leistungselektronischer Anwendungen mit hoher Energieeffizienz.