Innovative Transistorentechnologie
Im Rahmen des DENIS-Projekts, während dem verschiedene führende europäische Institutionen und Spezialisten aus dem Bereich der Halbleitertechnik zusammen arbeiteten, wurden Galliumnitrid(GaN)-Wafer entwickelt, die für die Herstellung von qualitativ hochwertigen Transistoren verwendet werden können. Es wurden zwei verschiedene Ansätze verfolgt. Bei dem ersten Ansatz kam die metallorganische Gasphasenepitaxie (MOVPE, Metal Organic Chemical Vapor Phase Epitaxy) zum Einsatz. GaN-Substrate wurden durch Hydridgasphasenepitaxie (HVPE, Hydride Vapor Phase Epitaxie) abgeschieden. Die so hergestellten Wafer weisen spezielle physikalische Eigenschaften wie eine große Elektronenbeweglichkeit und eine hohe Ladungsträgerdichte auf, wodurch sie für den Einsatz in HEMT-Transistoren (High Electron Mobility Transistor, Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit) geeignet sind. Nach der Verarbeitung des Wafers wurden die so hergestellten Transistoren mit AlGaN-Bandlücke intensiv getestet. Die Eigenschaften der Transistoren waren vergleichbar mit denen, die von führenden US-amerikanischen und japanischen Fabrikanten hergestellt werden. Darüber hinaus ermöglichen die verwendeten Epitaxieverfahren die Herstellung von Wafern mit reproduzierbaren und anpassbaren physikalischen Eigenschaften. Dies ist für die weitere kommerzielle Produktion von hoher Bedeutung. Der zweite, ebenfalls neuartige Ansatz stützt sich auf die Molekularstrahlepitaxie (MBE, Molecular Beam Epitaxy) für die Herstellung von GaN/AlGaN-Hetrostrukturen. Hier wird Galliumnitrid, dotiert mit Magnesium, als Substrat verwendet. Das Ergebnis bei Verwendung dieser Technik war ebenso spektakulär wie unerwartet: Es konnten Strukturen mit hoher Mobilität hergestellt werden. Diese Strukturen eröffnen neue Wege bei der Grundlagenforschung von verschiedenen interessanten Phänomenen. Es werden neue Erkenntnisse beim Quanten-Hall-Effekt erwartet. Die entwickelten Verfahren werden die Industrie in Europa im Bereich der Nitridhalbleiter vorantreiben. Es ist äußerst wahrscheinlich, dass in naher Zukunft zur kommerziellen Produktion übergegangen wird, da beide Technologien reproduzierbare Ergebnisse aufweisen und skalierbar sind.
