Monolithisch integrierter bidirektionaler Schalter auf Silizium-Basis

DFG-SPP“Halbleiterbauelemente hoher Leistung”的内部控制是在不伦瑞克理工大学（Sittig教授集团）的“Hochsperrende Zweirichtungsventile”项目中进行的，这是一个新的建筑结构（MOS-gesteuerter bidirektionaler Schalter（MBS）模拟和专利。本文介绍了在IHT-RWTH亚琛进行的DFG-Ku 540/43-1工程的总体设计研究。该工程是在硅基上进行的具有极高亮度和极高灵敏度的单片集成双向Schalter（MBS）的设计。在韦尔登的细节中，材料特性的影响可以通过几何参数和Herstellungsparameters来解决，而部件的物理性能原理则可以通过简单的计算来确定。该MBS采用双衬底工艺和纳米技术在硅衬底上实现了韦尔登，并在400 K温度下电流密度为10-4 A/cm 2，电流密度为6.5 kV，电流密度为200 A/cm 2时的电压密度为1V的条件下，实现了最佳的性能研究、验证和评价。这是肯定的，因为最好是韦尔登知道实际的建筑物的电气数据。该研究与仿真合作伙伴TU-布伦瑞克进行了合作。

Innerhalb des DFG-SPP "Halbleiterbauelemente hoher Leistung" wurde im Teilprojekt "Hochsperrende Zweirichtungsventile" der TU-Braunschweig (Gruppe Prof. Sittig) eine neue Bauelementstruktur (MOS-gesteuerter bidirektionaler Schalter (MBS) simuliert und patentiert. Auf dieser Ausgangsbasis erfolgte am IHT-RWTH Aachen eine Vorlaufstudie im Rahmen des DFG-Projekts Ku 540/43-1 über technologische Möglichkeiten zur Umsetzung dieses Konzepts.Ziel dieses Projektes ist die Erforschung monolithisch integrierter bidirektionaler Schalter (MBS) auf Silizium-Basis für extrem verlustarme und hochsperrende Zweirichtungsventile der Leistungselektronik. Der Einfluss materialspezifischer Aspekte sowie Geometrie- und Herstellungsparameter sollen im Detail untersucht werden, um das physikalische Wirkprinzip des Bauelementes eindeutig zu klären und zu verstehen. Der MBS soll mit doppelseitiger Substrat-Prozessierung und nano-technologischen Verfahren auf intrinsischem Si-Substrat realisiert werden, um die prognostizierten hervorragenden elektrischen Eigenschaften des Schaltelements (Leckströme: 10-4 A/cm2 bei T=400K, Sperrspannung: bis zu 6.5kV bei Durchlassspannungen kleiner 1V für Stromdichten von 200 A/cm2) optimal erforschen, verifizieren und evaluieren zu können. Es wird erwartet, dass die prognostizierten elektrischen Daten anhand von realen Bauelementmustern bestätigt werden können. Die Forschungsarbeiten erfolgen in enger Kooperation mit dem Simulationspartner TU-Braunschweig.