• Skip navigation
  • Skip to navigation
  • Skip to the bottom
Simulate organization breadcrumb open Simulate organization breadcrumb close
Friedrich-Alexander-Universität Chair of Electron Devices
  • FAUTo the central FAU website
Suche öffnen
  • en
  • de
  • Campo
  • StudOn
  • FAUdir
  • Jobs
  • Map
  • Help
Friedrich-Alexander-Universität Chair of Electron Devices
Navigation Navigation close
  • About Us
  • Research
    • Silicon Semiconductor Technology
      • Realisierung von Koppelkondensatoren für Betriebsspannungen über 1200V durch Integration von Parallelwiderständen
      • Hybrid polymer based Bragg grating sensors – Fundamental investigations and application
      • A Synergetic Training Network on Energy beam Processing: from Modelling to Industrial Applications
      • Atomic layer deposition of dopant source layers for semiconductor doping – Characterization and modelling of drive-in processes
    • Wide-Bandgap Devices
      • Untersuchungen zur Leistungsdichte und Effizienz eines isolierenden DC/DC-Wandlers in GaN-Technologie
      • Dynamic Characterization of Molded Devices and Fundamental Investigations on Reliability
      • Charge compensation in 4H silicon carbide – Simulation, modelling and experimental verification
      • SiC-BIFET: Untersuchungen zu bipolaren SiC-Feldeffekttransistoren für das Mittelspannungsnetz
      • Development of semiconductor sensors based on silicon carbide
      • Kristallzüchtung von Nitrid-Einkristallen mit hoher Reinheit
    • Anorganische Dünnschichtelektronik
      • GRK 1161: Disperse systems for electronic applications – subproject electron devices in a nano-crystalline matrix
      • Liquid-phase processing of silicon thin films and electron devices based on polysilane precursors
      • Thin-Film Transistors with Novel Architecture for RF Circuits and Systems
      • Engineering of Nanoelectronic Materials – B6 (Druckbare Elektronik)
      • Local leakage currents in nanoparticulate films
    • Quantum Technologies
    • Other Projects
      • Herstellung und Charakterisierung von Heterostrukturen aus 2D Materialien
      • Entwicklung eines PDMS-basierten Mikrofluidiksystems
      • Erforschung der Oberflächenpräparation und der Rückgewinnung von Aluminiumnitrid-Substraten
      • Growth and stability of anisotropic nanoparticles in liquids
      • Leistungszentrum Elektroniksysteme (LZE), Teilprojekt 1: “Impedanzmessplatz für DC/DC-Wandler”
      • Leistungszentrum Elektroniksysteme (LZE), Teilprojekt 2: “Robuste Gestaltung induktiver Energieüberträger für bewegte Anwendungen”
      • Printable soft magnetic polymers for power electronics
      • Stability Under Process Variability for Advanced Interconnects and Devices Beyond 7 nm node
      • LightWave: High Performance Computing of Optical Wave
      • Intelligentes Leistungsmodul
    Portal Research
  • Teaching
  • Clean Room Laboratory
  • µe-bauhaus erlangen-nürnberg
    • At a Glance
    • µe-bauhaus erlangen-nürnberg manifesto
    • Background
    Portal µe-bauhaus erlangen-nürnberg
  1. Home
  2. Research
  3. Wide-Bandgap Devices

Wide-Bandgap Devices

In page navigation: Research
  • Silicon Semiconductor Technology
  • Wide-Bandgap Devices
    • Untersuchungen zur Leistungsdichte und Effizienz eines isolierenden DC/DC-Wandlers in GaN-Technologie
    • Dynamic Characterization of Molded Devices and Fundamental Investigations on Reliability
    • Charge compensation in 4H silicon carbide - Simulation, modelling and experimental verification
    • SiC-BIFET: Untersuchungen zu bipolaren SiC-Feldeffekttransistoren für das Mittelspannungsnetz
    • Development of semiconductor sensors based on silicon carbide
    • Kristallzüchtung von Nitrid-Einkristallen mit hoher Reinheit
  • Anorganic Thin Film Electronics
  • Anorganische Dünnschichtelektronik
  • Quantum Technologies
  • Other Projects

Wide-Bandgap Devices

Der Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente forscht an Bauelementen und elektronischen Systemen basierend auf Substraten mit hohem Bandabstand (wide-band-gap materials). Zu diesen Materialien zählt neben Siliciumcarbid (SiC) auch Galliumnitrid (GaN).

Insbesondere die Herstellung und Charakterisierung von Leistungsbauelementen für Spannungsklassen über 1000 V auf Siliciumcarbid-Substraten ist ein Schwerpunkt des Lehrstuhls. Aufgrund seines im Vergleich zu Silicium deutlich höheren Bandabstandes von über 3 eV bietet SiC die Möglichkeit, Bauelemente für Hochtemperatur- und Hochspannungsanwendungen zu verwirklichen. Neben den Prozessgeräten der Silicium-Technologie stehen dem LEB Anlagen zur Verfügung, die speziell auf die Anforderungen bei der Herstellung von SiC-Bauelementen abgestimmt sind (z.B. Hochtemperaturofen zur Aktivierung von Dopanden bis  1900 °C). Neben Untersuchungen zu ausgewählten Prozesssequenzen (z.B. dem Ausheilverhalten von implantierten Schichten in 4H-SiC oder dem Oxidationsverhalten von SiC) wurden in den vergangenen Jahren vor allem Forschungsarbeiten im Bereich neuartiger SiC-Leistungsschalter sowie der SiC-Prozessintegration durchgeführt. Für die Realisierung verlustarmer unipolarer Leistungshalbleiterbauelemente werden laterale Ladungskompensationsstrukturen auf SiC untersucht. Darüber hinaus werden am Lehrstuhl neuartige  UV-Photodioden auf SiC erforscht und entwickelt. Die halbleitertechnologischen Experimente werden durch entsprechende Prozess- und Bauelementesimulationen unterstützt. Aus den hergestellten SiC-Bauelementen werden Modellparameter für die Schaltungssimulation eruiert. 

In weiteren Forschungsarbeiten wurden am Lehrstuhl GaN-Leistungsbauelemente statisch und dynamisch charakterisiert. Auf der Basis der dynamischen Kenndaten erfolgt eine simulative Abschätzung der unter gegebenen Wirkungsgradanforderungen möglichen Schaltfrequenzen in einem isolierenden DC/DC-Wandler. Zudem wird eine angepasste Aufbau- und Verbindungstechnik für GaN-Leistungsbauelemente entwickelt.

Projects:

Term: since 1. January 2020
Project leader: Tobias Erlbacher, Jörg Schulze

Ausbeute spielt eine wichtige Rolle in der Halbleiterindustrie. In denletzten Jahren entwickelte sich auf dem Markt fürLeistungshalbleiterbauelemente ein immer stärker wachsender Anteil derHalbleitermaterialsystemen mit weiter Bandlücke, insbesondere Siliciumcarbid(SiC). Aufgrund seiner diversen Vorteile wird SiC immer wichtiger in derLeistungselektronik. In dieser, im Vergleich zur Silicium-Technologie, nochjungen Technologie, gibt es noch einige Mechanismen, die zu verringerterAusbeuten und ve…

→ More information

Term: since 1. September 2021
Project leader: Tobias Erlbacher, Jörg Schulze

This work aims to enable a high-temperature stable 4H-SiC technology to fabricate CMOS devices.

→ More information

Term: since 1. August 2019
Project leader: Tobias Erlbacher, Jörg Schulze

Im Rahmen des Forschungsprojekts soll eine halbleiterbasierte elektrische Sicherung entwickelt, hergestellt und charakterisiert werden. Hierfür wird zunächst mithilfe von analytischer und numerischer Modellierung eine (Bauelement-) Zelltopologie konzipiert, die zur monolithischen Integration des Prinzips "thyristor dual" geeignet ist. Da JFETs für die Umsetzung des "thyristor dual" von Vorteil sind, wird im Anschluss die Realisierbarkeit einer 4H-SiC JFET Technologie innerhalb der am LEB/IISB zur…

→ More information

Term: since 1. September 2021
Project leader: Tobias Erlbacher, Jörg Schulze

Penetration of silicon carbide (SiC) power devices has recently begun in a lot of advanced power electronics applications like automotive traction inverters. A trench gate MOSFET is a proven alternative power device to the conventional planar structure due to vertical channels, which allows primarily higher cell density without JFET region and the high cell integration ultimately saves chip costs. In general, a conventional manufacturing process involves the use of a lithography mask, in which the device can be patterned by defining accordingly resist structures and areas not covered by photoresist. Thus, it is crucial to achieve the high resolution and precise alignment for a mask-conforming structure that is significantly related to systemic limitations causing further high costs. Because of technical demands of mask-aligned lithography causing high costs and the given technological limitations of the lithography systems, a self-aligned manufacturing process is favorable in this case as ion implantation process for trench MOSFETs.

→ More information

Term: since 1. March 2017
Project leader: Tobias Erlbacher, Jörg Schulze

In this work, nickel-based ohmic contacts were fabricated on the C-side of n-doped 4HSiC substrates using a short-time pulse laser, electrically characterized and analytically investigated to understand the underlying formation mechanisms compared to classical RTP. To obtain conclusions about the prevailing temperatures from the laser fluence used during alloying, a thermal simulation was created in COMSOL. This makes it possible to describe the silicidation mechanisms during laser processing in a temperature-dependent and thus system-independent manner.

For the fabrication of the ohmic contacts, the focus of the work was on the use of nickel layers, since these represent the most common metallization for low-resistance contacts on n-doped 4H-SiC. In order to evaluate the influence of different laser parameters on the contact formation mechanisms and the electrical properties of ohmic contacts, several sets of samples were prepared. The variation of the laser fluence was in the focus of the work, but also investigations on different surface pre-treatments, laser pulse durations, pulse overlaps and metallization compositions were performed.

→ More information

Term: since 1. September 2021
Project leader: Tobias Erlbacher, Jörg Schulze

Abstract zu:

Novel Approach to SIC Power Device Fabrication: High-Purity Semi-insulating Substrates Doped by Energy-Filtered Ion Implantation

→ More information

Term: since 1. September 2021
Project leader: Tobias Erlbacher, Jörg Schulze

In this work, the influence of a trench structure on the electrical performance of 4H-SiC power diodes is investigated.

With its outstanding properties like wide bandgap and high critical electrical field strength, silicon carbide (SiC) is a very attractive choice for power semiconductor devices. One of the most common and fundamental devices on SiC are Schottky diodes. To fulfill todays requirements of high performance power modules, continuous development of power devices like SiC Schottky …

→ More information

Term: 1. September 2021 - 30. September 2023
Project leader: Martin März, Jörg Schulze

The research project is being worked on as part of a PhD project in collaboration with the Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology (IISB).

In this project a method to characterize the adhesion strength of thin film metallization on semiconductors is developed first. Furthermore, the degradation behavior of the adhesion strength of thin film metallization is investigated and characterized for the first time.

→ More information

Term: since 1. July 2023
Project leader: Jörg Schulze

Eine Verringerung der Schaltzeiten von Leistungshalbleitern isteine wesentliche Maßnahme zur Reduzierung der Schaltverluste inLeistungsmodulen in denen (U)WBG-Transistoren genutzt werden. In konventionellenModulen können jedoch parasitäre Induktivitäten durch hohe Schaltgeschwindigkeitenzu Überspannungsspitzen und „Ringing“-Effekten führen, welche Schäden andererBauelemente im Leistungsmodul zur Folge haben können. Ein dissipativer,monolithisch in Silizium integrierter, RC-Snubber (in Reihe g…

→ More information

Contact Persons:

  • Jörg Schulze
  • Tobias Erlbacher

Participating Scientists:

  • Tobias Erlbacher
  • Jörg Schulze
  • Tom Becker
  • Martin März
  • Dawei Zhao

Publications:

    Chair of Electron Devices
    FAU Erlangen-Nürnberg

    Cauerstr. 6
    91058 Erlangen
    • Imprint
    • Privacy
    • Accessibility
    • Facebook
    • RSS Feed
    • Twitter
    • Xing
    Up