GaNmodstress
GaNius - Energieeffiziente Leistungselektronik
Modellierung und Charakterisierung von GaN-HEMT Parametern während des Betriebs
Die rasanten Fortschritte bei Halbleitermaterialien mit großem Bandabstand führen derzeit zu einem bedeutenden Innovationsschub in der Leistungselektronik. Mithilfe dieser Materialien lassen sich Bauelemente realisieren, die im Vergleich zum Stand der Technik deutlich höhere Schaltgeschwindigkeiten bei gleichzeitig geringeren Verlusten ermöglichen. Besonders das Halbleitermaterial Galliumnitrid (GaN) eröffnet völlig neue Möglichkeiten in Bezug auf Integrationsdichte, Schaltungsdesign und Effizienz hochfrequenter, kompakter leistungselektronischer Systeme.
Im Projekt GaNius arbeiten Expertinnen und Experten aus Halbleitertechnologie und Systementwurf fach- und standortübergreifend zusammen, um die wissenschaftlichen Grundlagen und Methoden für eine neue Generation von Leistungsbauelementen zu schaffen. Ziel ist die Erforschung und Demonstration innovativer Bauelemente, Schaltungen und Komponenten für hocheffiziente leistungselektronische Systeme.
Die Anwendung von Leistungshalbleitern wie GaN-HEMTs erfordert ein fundiertes Verständnis der Bauelemente, auch hinsichtlich ihrer Langzeitstabilität und Überlastcharakteristik. Dies kann sich negativ auf die Leistung auswirken. Das Hauptziel dieses Projekts besteht in der Entwicklung von Methoden zur Charakterisierung zeit- und temperaturabhängiger Transistorparameter während des Betriebs. Dies umfasst die Vth-Verschiebung, den dynamischen Ron und die Sperrspannung/den Leckstrom und die Implementierung der Erkenntnisse in ein kompakt Modell.
- Entwicklung eines Kompaktmodells, inklusive Extraktionsstrategie der Parameter
- Messtechnische Verifikation der Schwellspannungs-Instabilitäten
- Anwendung der Erkenntnisse auf die Kurschlussfestigkeit und den sicheren Arbeitsbereich, sowie stressbedingte Degradation
Dieses Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter der Förderkennung DFG Priority Programme 462842520 gefördert.
