Feldeffekttransistoren mit nanoskaligen Halbleiterpartikeln

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ulrich Hilleringmann
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 76407975

Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die Integration von Feldeffekt-Transistoren, bestehend aus einzelnen nanoskaligen kristallinen Halbleiterpartikeln, auf Foliensubstraten für eine flexible „low-cost Elektronik. Im Projekt wird dazu auf einem Isolator eine geschlossene Metallschicht durch nanoskalige Gräben aufgetrennt. In diese Gräben wird anschließend eine stark begrenzte Anzahl von Silizium-HalbleiterkristalHten mit passendem Durchmesser eingefüllt. Dabei bilden sich automatisch zwei Kontakte, die eine elektrische Charakterisierung der Partikel ermöglichen. Zusammen mit dem Siliziumsubstrat als Steuerelektrode und einer dünnen dielektrischen Schicht unterhalb der Elektroden bilden die Nanokristallite und die Metallkontakte eine Feldeffekt-Transistorstruktur, deren Eigenschaften bislang unbekannt sind. Eine Eignung der Struktur und ein entsprechender Feldeffekt konnten jedoch bereits nachgewiesen werden. Transistoren mit einkristallinen Silizium-Nanopartikeln, aber auch aus Germanium- und Zinkoxid-Nanopartikeln als aktives Material sollen hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften analysiert werden. Anschließend ist ein Austausch des Trägermaterials Silizium durch ein isolierendes Substrat (Glas, Folien, etc.) geplant, sodass frei beschaltbare Transistoren in Bottom-Gate- oder Top-Gate-Struktur zur Analyse anstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen