Herstellung und Charakterisierung von vertikalen Pillar-Tunnel-Transistoren für eine neue Generation

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Das Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Herstellung von vertikalen Tunneltransistoren mit Mesa-Durchmessern im Sub-50-nm-Bereich (Pillar-TFET-Strukturen), mit dem Ziel, die prinzipielle Frage zu klären, ob Tunneltransistoren hergestellt werden können, die zum einen den Anforderungen der Halbleiterindustrie an einen möglichen MOSFET-Nachfolger genügen und zum anderen mit einem Subthreshold Swing von < 60mV /dec gleichzeitig den MOSFET hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit übertreffen.Zwar sind Tunneltransistoren mögliche Kandidaten, mittelfristig das MOSFET-Konzept zu ersetzen, experimentelle Realisierungen erzielen bisher jedoch nicht die geforderten On-Ströme. Simulationen legen nahe, dass dieses Ziel nur mithilfe von Geometrie- und Materialvariationen wie etwa der Einbringung von SiGe-Heteroübergängen erreicht werden kann, die extrem hohe Anforderungen hinsichtlich Dotier- und Heteroprofilen an eine laterale Technologie stellen würden. Es sollen daher die bisher nur in Simulationen betrachteten Geometrie- und Materialvariationen hinsichtlich ihres Potentials zur Leistungssteigerung bei Tunneltransistoren systematisch experimentell untersucht werden. Dies soll in einer vertikalen Realisierung mittels Niedertemperatur-Molekularstrahlepitaxie geschehen, die es erlaubt, extrem scharfe Dotier- und Heteroübergänge sowie kurze Kanallängen zu erzielen.