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Nitrid-basiertes Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Ref-Nr: TA-ESA-UNIMD113


Kurzfassung

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung. Gruppe-III-Nitrid-basierte Hochleistungstransistoren, aber auch Fotodetektoren erfordern möglichst geringe Leckströme und hochwertige Grenzflächen. Dies wird erreicht durch die Beimengung eines chlorierten Übergangsmetalls während der Schichtabscheidung, was in einem hochwertigen Bauelement resultiert und vorzugsweise für die Herstellung von Transistorbauelementen genutzt wird.


Hintergrund

Gruppe-III-Nitride werden für eine Vielzahl optoelektronischer und elektronischer Bauelemente eingesetzt. Darunter fallen kohärente und inkohärente Lichtemitter vom UV bis grünen Wellenlängenbereich mit Potential ins Infrarote und Transistorbauelemente. Insbesondere letztere werden für hohe Frequenzen, Ströme und Betriebstemperaturen eingesetzt. Dabei ist die Isolationsfähigkeit des Substrats bzw. der Pufferschicht, sei es als durchbruchhemmende Schicht oder als hohe Frequenzen nur wenig dämpfende Schicht mit niedrigem RC-Glied, wesentlich für eine erfolgreiche Anwendung. Das übliche Wachstumsverfahren ist dabei die Gasphasenepitaxie bzw. speziell die metallorganische Gasphasenepitaxie (MOVPE, OMVPE) bzw. metallorganische Gasphasendeposition (MOCVD, OMCVD). Die Schwierigkeit, glatte Schichten zu erzielen, besteht insbesondere bei der Heteroepitaxie mit großer Gitterfehlanpassung zwischen Schicht und Substrat. Dies führt in der Regel zu einem dreidimensionalen Wachstum. Die Koaleszenz und das Zuwachsen von kraterförmigen Defekten werden dann meist durch die limitierte Mobilität der Adatome begrenzt.


Bilder & Videos


Lösung

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung. Gruppe-III-Nitrid basierte Hochleistungstransistoren aber auch Photodetektoren erfordern möglichst geringe Leckströme und hochwertige Grenzflächen. Dies wird erreicht durch die Beimengung eines chlorierten Übergangsmetalls während der Schichtabscheidung was in einem hochwertigen Bauelement resultiert. Demgemäß erfolgt eine Dotierung oder Legierung mindestens eines Teils einer Pufferstruktur mit einem Übergangsmetall bzw. einem Übergangsmetallnitrid der mit einem Precursor der Form MeRxHay mit 0≤x≤4, 1≤y≤4 und Me einem Übergangsmetall, R einem organischen Rest und Ha einem Halogen wie F, Cl, Br oder I zugeführt wird.


Vorteile

In den Gruppe-III-Nitriden, zumindest im System AlGaN, führen, aufgrund der großen Bandlücke, die meisten Übergangsmetalle zu tiefen Störstellen, die geeignet sind, eine meist vorhandene Hintergrundladungsträgerkonzentration zu kompensieren bzw. das Material gegenüber Ladungsträgerinjektion stabiler zu machen bzw. hochohmig zu halten, was bei Hochspannungsbauelementen unersetzlich ist.


Anwendungsbereiche

Das Halbleiterbauelement kann vorzugsweise für die Herstellung von Transistorbauelementen genutzt werden.


Service

Lizenznahme, Verkauf


ESA Patentverwertungsagentur Sachsen-Anhalt GmbH

Dr. Detlef Förster
+49 (0) 391 8107220
info@esa-pva.de
www.esa-pva.de
Adresse
Breitscheidstraße 51
39114 Magdeburg



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 10 2013 113 227 A1 anhängig

Stichworte

Halbleiterbauelement, Hochleistungstransistor, Transistor, Fotodedektor

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TechnologieAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr