Unsere moderne Gesellschaft stützt sich auf eine Vielzahl elektrischer und elektronischer Systeme, welche nahezu alle die Umwandlung von einer Form von Strom in eine andere benötigen, um die Energie für uns nutzbar zu machen. Laut einem Bericht der AG Energiebilanzen e.V. gingen 2021 65% der erzeugten Energie hauptsächlich durch Stromumwandlungsprozesse, Fackel- und Leitungsverluste verloren. Eine effiziente Leistungselektronik ist daher essentiell und ein entscheidender Faktor für die Energiewende. Beta-Galliumoxid hat als neues Halbleitermaterial das Potenzial, diese Umwandlungsverluste zu verringern, Kosten zu senken und so einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.
Das Verbundprojekt „ForMikro-GoNext“ hat die Arbeiten an Beta-Galliumoxid vom Grundlagen- auf das Anwendungsniveau gehoben. In Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ), dem Ferdinand-Braun-Institut (FBH), der Universität Bremen sowie den Industriepartnern Hitachi Energy und AIXTRON wurde das Halbleitermaterial in einer innovativen vertikalen Bauelementarchitektur untersucht, um seine herausragenden Eigenschaften für Transistoren effizient zu nutzen. Innerhalb des Projekts wurde die gesamte Prozesskette weiterentwickelt, wobei signifikante Fortschritte in der Materialforschung (insbesondere bei der Volumenkristallzüchtung und Epitaxie), der Bauelementprozessierung und der (Material- und Bauelement-) Charakterisierung erzielt wurden. Auch die Langzeitstabilität des Materials wurde untersucht. Das Ergebnis ist eindeutig: Es bestehen keine physikalischen Limitierungen die theoretisch vorausgesagten herausragenden Materialeigenschaften zu erreichen, sodass nun der Fokus auf der Skalierung des Prozesses liegt. Die Ergebnisse von GoNext führen die internationalen Ergebnisse an und bilden einen wichtigen Grundbaustein für die Technologiesouveränität Deutschlands auf dem Gebiet der Leistungselektronik.
Das Verbundprojekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 2 Mio € über 4 Jahre (+1 Jahr Verlängerung) gefördert.
Kontakt:
Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)
https://www.ikz-berlin.de
Dr. Andreas Popp
Tel.: +49 (0) 30 / 246-499-312
E-Mail: andreas.poppikz-berlin.de
