"Dezember/17 IKZ-News: Beta-Galliumoxid - Ein neuer Halbleiter für die Leistungselektronik"

Effizient schaltende mikroelektronische Leistungsbauelemente leisten einen bedeutenden Beitrag, wenn es darum geht, innovative Technologien zu entwickeln. Gegenwärtig werden in der Leistungselektronik hauptsächlich Bauelemente auf der Basis von Siliziumcarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) verwendet. Nun rückt jedoch ein neues Material in den Fokus des Interesses.

 

Monoklines β-Galliumoxid (β-Ga2O3) ist ein transparentes, halbleitendes Oxid mit vielversprechenden Eigenschaften. Durch einen Bandabstand von 4.8 eV, einer hohen theoretisch bestimmten Feldstärke von 8 MV/cm sowie einer hohen Leistungskennzahl bietet β-Ga2O3 eine aussichtsreiche Perspektive auf dem Gebiet der Leistungselektronik.

Das IKZ hat sich in den vergangenen Jahren eine ausgezeichnete Expertise bei der Züchtung von β-Ga2O3-Einkristallen und –Schichten erarbeitet. Dem Institut ist es gelungen, eine Kristallzüchtungstechnologie nach dem Czochralski-Verfahren für β-Ga2O3-Kristallen zu entwickeln und zu patentieren. Mit diesem Verfahren lassen sich Kristalle prinzipiell in hoher kristalliner Qualität herstellen.

Auf dieser Grundlage wurde im Sommer 2017 ein gemeinsames, durch das BMBF im Rahmen des VIP+ Programms gefördertes Forschungsprojekt mit der Technischen Universität Berlin und dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik, Berlin, begonnen. Bereits Voruntersuchungen zeigten, dass Metall-Isolator-Halbleiter Feldeffekttransistoren (MISFETs) auf der Basis von (100)-orientierten β-Ga2O3 – Epitaxieschichten sehr gute Bauelementeigenschaften aufweisen, die das große Potential des Halbleiters β-Ga2O3 für die Leistungselektronik demonstrieren.


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