Verbundprojekt: Neuartige Prozesstechnologie für hocheffiziente und vielseitig einsetzbare Leistungstransistoren - YESvGaN -

Das FBH erforscht und entwickelt im Projekt YESvGaN vertikal orientierte Gallium Nitrid FinFETs auf unterschiedlichen Trägersubstraten. Die vertikalen FinFETs kommen in der Epitaxiestruktur ohne pn-Übergang aus und bestehen aus einer Vielzahl von schmal vertikalen Einätzungen (Fins genannt). Diese sind so ausgestaltet, dass sich die Raumladungszonen der seitlich an den Fins angeordneten Gates überlappen. Die Transistoren sind damit intrinsisch selbstsperrend. Die Fins müssen dazu sub-µm Abmessungen annehmen und im Gate-Steuerbereich aus einer niedrig dotierten n-GaN Schicht bestehen. Das FBH entwickelt die komplette Prozess- und Charakterisierungstechnologie für derartige Transistoren. Die FinFETs sollen sowohl auf Silizium Wafern als auch auf einer auf Saphir Wafern basierenden Membrantechnologie in Verbindung mit Laser-Liftoff realisiert werden. Beide Technologien sind für die spätere Fertigung in größeren Volumina geeignet. Das Projekt erfordert eine sehr intensive und arbeitsteilige Interaktion mit verschiedenen Partnern. So kommen die Wafer für die FinFETs auf Silizium von der belgischen Firma SoitecB, Laser-Liftoff und Membrantechnologie wird bei EVG in Österreich durchgeführt, für die Volumenfertigbarkeit der sub-µm Fin-Strukturen soll ebenfalls in Kooperation mit EVG die Nano-Imprint Technologie evaluiert werden. Bestimmte Prozessmodule werden bei Bosch, an der Uni Gent in Belgien, sowie bei IEMN und IMS in Frankreich durchgeführt. Die Epitaxie der Saphirwafer für die Membrantechnologie wird komplett am FBH entwickelt. Das beinhaltet die Entwicklung einer für ca. 1500 V Sperrspannung ausgelegten, kontrolliert sehr niedrig n-dotierten Driftzone sowie der für Steuerung und Kontaktierung verantwortlichen Schichten des FinFETs. Umfassende dynamische Tests und Zuverlässigkeitsuntersuchungen runden das Arbeitsprofil ab.