Verbundprojekt: Enhanced substrates and GaN pilot lines enabling compact power applications - PowerBase -; Teilvorhaben: Entwicklung der Skalierbarkeit von SI-GaN Kristallen für horizontale Leistungsbauelemente (SI-GaN)

Ziel des Teilvorhabens ist die Untersuchung der Skalierbarkeit des Durchmessers und damit verbunden die Entwicklung von speziell dotierten, semiisolierenden (SI), freistehenden Galliumnitrid Bulk Kristallen (Wafer) mittels HVPE-Prozesse. Zunächst soll ein Prozess zum Erreichen freistehender SI-GaN Kristalle entwickelt werden, der bei Kristallen mit einem Durchmesser von 2 Zoll eine Materialqualität hinsichtlich Kristalldefekten und Dotierung erreichet, die eine Realisierung innovativer ‚state-of-the-art‘ Bauelemente ermöglicht. Danach soll die Skalierbarkeit zu größeren Durchmessern untersucht und die Prozesse auf Kristalle mit einem Durchmesser von 3 Zoll übertragen werden. Im ersten AP werden die Einflussgrößen und Prozessparameter für die Starttemplates (Wachstumskeime) untersucht und für den Einsatz in den nachfolgenden Arbeitspaketen entwickelt. Das zweite AP untersucht und verbessert sowohl die vertikale als auch laterale Gleichmäßigkeit der Dotierung, um den Zustand der Semiisolation zu erreichen. Zur Unterstützung dieser Arbeiten soll eine elektrische Charakterisierung mit Hilfe von Teststrukturen entwickelt werden, mit der die elektrischen Eigenschaften der gewachsenen Kristalle bestimmt werden können. Im dritten AP sollen die in den beiden vorherigen Arbeitspaketen gewonnenen Ergebnisse genutzt werden, um die Skalierbarkeit der Prozesse für größere Durchmesser zu untersuchen und auf Kristalle mit einem Durchmesser von 3 Zoll weiterzuentwickeln.