Untersuchungen von AIN und AIN-Al2O3-Strukturen als neue Materialien für elektronische Hochtemperatur-Hochleistungs-Bauelemente

• Antragsteller: Professor Dr. Ferdinand Scholz
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5452886

Im hier beantragten Forschungsprojekt soll das Potenzial von AIN in Kombination mit AlN1-xOx-Strukturen sowie von AlN-Al2O3- Heterostrukturen als neue Materialien für elektronische Anwendungen untersucht werden. Deshalb wollen wir die Herstellung solcher Strukturen mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie studieren und ihre physikalischen Eigenschaften mit einer Vielzahl von Charakterisierungsmethoden (z.B. Röntgendiffraktometrie, Kathodolumineszenz, elektrische Charakterisierung) analysieren. Besonderes Augenmerk werden wir auf den Nachweis und das Verhalten zweidimensionaler Ladungsträgergase an den Hetero- Grenzflächen richten. Wegen des stark polaren Charakters von AIN mit seiner großen Bandlücke und den verspannungsinduzierten piezoelektrischen Feldern erwarten wir hohe Ladungsträgerdichten an den Grenzflächen, eingeschlossen mit hohen Al2O3- Barrieren. Deshalb sollten diese Strukturen gut für die Entwicklung von Hochtemperatur-FETs sowie von MEMS und Piezo-Sensoren für extreme Umgebungsbedingungen geeignet sein. Wegen der hohen erwarteten Durchbruchspannung ist AIN außerdem ein vielversprechender Kandidat für Hochspannungs-Hochleistungs-Gleichrichter. Diese Forschungsaktivitäten werden durch Arbeiten in hierauf abgestimmten Forschungsprojekten von Prof. E. Kohn (Abteilung Elektronische Bauelemente und Schaltungen der Uni Ulm) begleitet, die sich mit der Herstellung und Charakterisierung von Feldeffekt-Transistoren sowie von einfachen Sensor- Strukturen befassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen