Dr. Michael Mensing

Erste ferroelektrische Gate-Feldeffekttransistoren auf AlScN-Basis

TechBlog /

Mit dem Ziel, die technologischen Voraussetzungen für die Steigerung der Effizienz von Leistungstransistoren für Leistungswandlung, E-Mobilität und Kommunikationsanwendungen wurde das innovative Material AlScN erfolgreich für den Einsatz in NMOS-Transistoren validiert.

© Fraunhofer ISIT / photocompany itzehoe
Bild eines vollständig prozessierten 8"-Wafers

 Dabei wurde das gezielte Polarisations Schalten des ferroelektrischen AlScN in Silizium-basierten Transistoren demonstriert. Diese Leistung stellt einen wichtigen Proof of Concept dar und unterstreicht das Potenzial des neuartigen Ansatzes indem er die Lücke zwischen Materialforschung und ersten Geräten überbrückt. Zu diesem Zweck und basierend auf Prozess- und Bauelementesimulationen wurden verschiedene Transistordesigns auf die Bedürfnisse und Stärken des Materialsystems abgestimmt, dessen ferroelektrische Eigenschaften erst kürzlich von dem Geschäftsfeld MEMS-Anwendungen am Fraunhofer ISIT entdeckt wurden. 

Die Entwürfe wurden zu einem einheitlichen Bearbeitungsablauf zusammengefasst und in der ersten Iteration gefertigt. Die umfassende elektrische Charakterisierung dieser einzigartigen Bauelemente ist im Gange. Jedoch, basierend auf den ersten Ergebnissen ist der Weg zu weiteren Verbesserungen der Bauelemente-Architektur bereits aufgezeigt. Neben der kontinuierlichen Integration in Silizium-basierte Transistoren, wurde eine ausgeklügelte Roadmap zur engen Einbindung von AlScN in die kürzlich hinzugekommene GaN-Technologie Plattform.

© Fraunhofer ISIT
Lichtmikroskopische Aufnahme eines beispielhaften Transistorlayouts