Simulation des elektrischen Verhaltens von Transistoren aus Siliziumkarbid

• Antragsteller: Privatdozent Dr.-Ing. Frank Schwierz
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5165772

In den letzten Jahren wurde wesentliche Fortschritte bei der Entwicklung von Hochfrequenztransistoren aus Breitbandhalbleitern (SiC und Gruppe-III-Nitride) gemacht. Die ersten SiC Feldeffekttransistoren (FET) für Anwendungen im GHz-Bereich sind auf dem Markt und experimentelle AlGaN/GaN FET mit Grenzfrequenzen von über 1 00 GHz wurden vorgestellt. Allerdings werden diese Transistoren noch weitgehend intuitiv entworfen und es gibt kaum Kenntnisse über das Potential noch leistungsfähigerer Materialsysteme, wie z. B. Legierungen vom Typ AlGaInN und von Heterostrukturen aus verschiedenen SiC-Polytypen für Hochfrequenz-FET. Diese Probleme stehen im Vordergrund des beantragten Vorhabens. Die Arbeiten werden an drei Hauptzielen orientiert: (1) die an der TU Ilmenau entwickelten Transistor-Simulatoren werden mit Modellen zur Beschreibung der relevanten Eigenschaften von InN, AlGaN, AlInN, GaInN und SiC-Heterostrukturen (z. B. Beweglichkeit, Bandoffsets, Polarisation) erweitert; (2) das Potential dieser Materialien für Hochfrequenz-FET wird durch Simulationen (Gleichstrom- und Frequenzverhalten, Grenzfrequenzen, Ausgangsleistung) ermittelt; (3) Design-Regeln für Hochfrequenz-FET aus Breitbandhalbleitern werden erarbeitet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Theodor Doll