Transfer von AlGaN/GaN-Hochleistungstransistoren auf Diamant

Die vorliegende Dissertation beschreibt einen neuartigen Bondprozess von Aluminiumnitrid auf Diamant. An der Grenze der beiden Oberflächen wird ein dünner Wasserfilm mit AlN in ein thermomechanisch stabiles Aluminiumhydroxid umgewandelt. Die Ausbildung der 30 nm dünnen Bondschicht erfolgt bei Temperaturen 200 Grad Celsius und erzeugt vernachlässigbar kleine thermomechanische Verspannungen. Mit dieser Technologie werden AlGaN/GaN-Schottkydioden und -RF-Transistoren auf Diamant gebondet. Im Gegensatz zu anderen bisher entwickelten AlGaN/GaN-Diamant-Technologien wird keine zusätzliche Zwischenschicht eingebracht, um die Verbindung zu stabilisieren. Während der chemischen Umwandlung von AlN entstehen gelöste Hydroxide, welche bei einer Übersättigung rekristallisieren und somit die Grenze zwischen den Oberflächen atomar dicht ausfüllen. Der Herstellungsprozess kann außerhalb des Reinraums durchgeführt werden, da durchgehend in Flüssigkeiten gearbeitet wird. Die Möglichkeit, trotz niedriger Prozesstemperaturen eine mechanisch feste, elektrisch isolierende und thermisch gute Bondschicht auszubilden, ist unter den bisher dokumentierten GaN-Diamant-Technologien einmalig.