Grundlagenentwicklung einer Trench-MOS-Technologie auf hexagonalem Siliziumkarbid

Siliziumkarbid (SiC) eignet sich aufgrund seiner elektrischen und physikalischen Eigenschaften hervorragend als Halbleiter für elektronische Leistungsbauelemente. Mit einer hohen Durchbruchfeldstärke (2,5 MV/cm @ ND = 10 hoch 16 cm -3 ) und einem niedrigen spezifischen Einschaltwiderstand bieten SiC-Bauelemente im Vergleich zu solchen aus Silizium höhere Leistungsdichten bei niedrigen statischen und dynamischen Verlusten. Daher werden vertikale Leistungs-MOS- FETs aus SiC ihre Pendants auf Siliziumbasis im Bereich höherer Spannungen (>500 V) deutlich übertreffen können. In dieser Arbeit werden Trench-MOS-Strukturen mit einer im Vergleich zu lateralen Bauelementen höherer Packungsdichte auf hexagonalem SiC entwickelt, realisiert und charakterisiert. Schwerpunkte der Entwicklung einer neuen Trench-MOS-Technologie auf SiC sind die Grundmaterialreinigung, Implantation, Grabenätztechnik und Opferoxidation sowie die Herstellung eines optimierten vertikalen Gate-Oxids und der Gate-Kontakte. Der zweite Aufgabenbereich umfasst die Entwicklung elektrischer Charakterisierungsmethoden und Analysen auf Basis von CV-, IV- und Widerstandsmessungen. Der dritte Themenblock dieser Arbeit umfasst die Dimensionierung, Realisierung und Charakterisierung von Trench-MOS-Kapazitäten und Trench- MOSFETs auf hexagonalem SiC.