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Gliederung

Gliederung. Potential der SiC-basierten Elektronik Stand der Technik und Alternativen Problembereiche und Forschungskonzept Realisierung des Konzepts Umfeld Zusammenfassung. Gliederung. Gliederung. Potential der SiC-basierten Elektronik Stand der Technik und Alternativen

raheem
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  1. Gliederung • Potential der SiC-basierten Elektronik • Stand der Technik und Alternativen • Problembereiche und Forschungskonzept • Realisierung des Konzepts • Umfeld • Zusammenfassung

  2. Gliederung Gliederung • Potential der SiC-basierten Elektronik • Stand der Technik und Alternativen • Problembereiche und Forschungskonzept • Realisierung des Konzepts • Umfeld • Zusammenfassung

  3. Leistung x Frequenz Eg»3eV; leichte Atome; hohe Debyetemperatur Durchbruchfeldstärke, Barrierenhöhe, Sättigungsdriftgeschwindigkeit, Wärmeleitung Leistungselektronik; hochfrequente Schaltvorgänge; Energiewandler Einsparpotential ~ 6 GW in 2030, Ziel des „New Sunshine Program“, Japan

  4. Gliederung Gliederung Gliederung • Potential der SiC-basierten Elektronik • Stand der Technik und Alternativen • Problembereiche und Forschungskonzept • Realisierung des Konzepts • Umfeld • Zusammenfassung

  5. Stand der Technik • 4H (6H) Substrate (0001), (000-1) 3‘‘Æ Lely Verfahren • Epischichten; CVD; p-, n-dotiert, 1014 - 1019 cm-3 • Laterale Dotierung: Ionenimplantation • Bauelementeisolation: Mesastrukturen Bisher realisiert: Schottky Diode 3.5kV 6A Infineon JFET 2.6kV Ron=60mW/cm2 Hitachi MOSFET 650V m»10...70 cm2/Vsec Mitsubishi MESFET fmax =3.8GHz 10W CREE MESFET fGrenz=8.6GHz New Japan Radio Alternativen:GaN keine GaN-Substrate SiGe für höchste direkter Halbleiter Frequenzen (>1GHz) p-Dotierung niedrige Leistungen >1GHz, mäßige Leistung

  6. Gliederung Gliederung Gliederung • Potential der SiC-basierten Elektronik • Stand der Technik und Alternativen • Problembereiche und Forschungskonzept • Realisierung des Konzepts • Umfeld • Zusammenfassung

  7. Problembereiche • Substrate Defekte: Stapelfehler, Versetzungen, micropipes ~10cm-2 hohe Leitfähigkeit Polytypkontrolle • Dotierung durch Implantation Strahlenschäden, TA > Tepi • Bauelementeisolation durch Mesatechnik • Sidewall Defekte, nicht kompatibel mit Planartechnik

  8. Forschungskonzept Alternative Wege: Kristallzüchtung und Dotierung • Nicht Verbesserungen existierender Technologien, • die von der Industrie verfolgt werden • Bieten Chancen für neuartige, prinzipiell bessere Lösungen • Sind das originäre Betätigungsfeld universitärer Forschung an der Schnittstelle von Grundlagenforschung und industrieller Entwicklung

  9. Konzept basiert auf vier Säulen: • Alternative Kristallzüchtungsverfahren (Vortrag Wellmann) • Neue Wege in der Dotierung (Vortrag Pensl) • Theorie der Dotierung (Vortrag Pankratov) • Charakterisierung (Vortrag Strunk)

  10. Gliederung Gliederung Gliederung • Potential der SiC-basierten Elektronik • Stand der Technik und Alternativen • Problembereiche und Forschungskonzept • Realisierung des Konzepts • Umfeld • Zusammenfassung

  11. IV.Realisierung des Forschungskonzepts 7 Lehrstühle der Universität Erlangen-Nürnberg: 3 Exp. Physik: Ley, Magerl, Pensl 1 Theoret. Physik: Pankratov 2 Werkstoffwissenschaft: Strunk, Winnacker 1 Elektronische Bauelemente: Ryssel • Alle sind bereits in der SiC-Forschung tätig (DFG, BMBF, EU, Bayerische Forschungsstiftung) • Zwischen allen Gruppen bestehen seit längerem bi- bzw. multilaterale Kooperationen • Die nötige Infrastruktur ist vorhanden Þ Kompetenz, Kommunikation, kritische Masse 170 Veröffentlichungen; 40 eingeladene Vorträge; Organisation von ECSCRM 2000

  12. Gliederung Gliederung Gliederung • Potential der SiC-basierten Elektronik • Stand der Technik und Alternativen • Problembereiche und Forschungskonzept • Realisierung des Konzepts • Umfeld • Zusammenfassung

  13. V. Umfeld International Schweden (Linköping, Kista) Frankreich (Grenoble, Montpellier, Paris) Japan (Tsukuba, Tokyo, Kyoto) USA (Raleigh, Pittsburgh, Cleveland) National Jena: MBE (Richter), Theorie (Bechstedt) Paderborn: Spinresonanzmethoden (Spaeth) Halle: Positronenannihilation (Krause - Rehberg) München: Bauelementesimulation (Wachutka) Industrie Infineon - LEB: Implantation von SIC IKZ, Berlin - WW6: 4‘‘ Wafer SiCrystal - Angew. Physik, WW6: Weiterentwicklung von Lely SiCED - Angew. Physik: Defektcharakterisierung

  14. Konzentration auf Kernprobleme Forschung an der Schnittstelle zwischen Grundlagen und Bauelement Erwiesene Kompetenz und etablierte Kooperationen Enge Verbindungen zur Industrie Realistische Erfolgsaussichten Zusammenfassung

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