Herstellung und Simulation von Gate-Trench-Komplexen in nativen Galliumnitrid-Substraten fur Leistungs-Trench-MOSFETs mit Fokus auf der Verteilung des elektrischen Feldes

摘要

Essentieller Bestandteil des Galliumnitrid-Trench-MOSFETs ist der Gategrabenkomplex. Der etablierte Trockenatzprozess zur Erzeugung des Gategrabens in GaN basiert auf Chlorverbindungen und metallhaltigen Maskierungen. Beides macht den Prozess CMOS-inkompatibel, ausserdem ist die Chlorchemie aus sicherheitstechnischer Sicht kritisch. In dieser Arbeit wurde ein CMOS-kompatibler Trockenatzprozess auf Schwefelhexafluoridbasis entwickelt. Durch einen hohen physikalischen Anteil in der Atzung sowie die Zugabe von Argon, wurde eine Atzrate von 1 μm/min erreicht. Die stark physikalische Atzung fuhrt in Kombination mit dem nichtfluchtigen Atzprodukt Galliumfluorid zu ausgepragtem Mictrotrenching. Mittels zweidimensionaler TCAD-Simulationen wurde der potentielle Einfluss der Microtrenches, sowie des Grabenkantenradius generell, im Hinblick auf die Verteilung des elektrischen Feldes untersucht.