Skalierung von Tripel & Multi Backgate Bauteilen für die Herstellung von Tunnel- & Superlattice-FETs

In dieser Arbeit wurden zwei Bauelementplattformen entwickelt, die darauf ausgelegt sind, 1D-/2D-Materialien möglichst einfach und flexibel hinsichtlich ihrer Eignung als z.B. Tunnel- oder Superlattice-FETs untersuchen zu können. Das Funktionsprinzip beider Plattformen beruht auf einer elektrostatischen Dotierung der Materialien über vergrabene Mehrfachbackgates. Durch Anlegen geeigneter Spannungen lässt sich der Bandverlauf in 1D-/2D-Materialien variabel konfigurieren, wodurch mehrere Bauelementkonzepte mit einer Halbleiterstruktur untersucht werden können.

Die erste der beiden Bauelementplattformen besteht aus drei nebeneinander liegenden und durch dünne lsolatorschichten voneinander getrennten, vergrabenen Gates. Neben dem Kanal verfügen somit auch die Source- und Draingebiete über ein Gate, womit der für einen T-FET notwendige n-i-p bzw. p-i-n Bandverlauf eingestellt werden kann. Die zweite Bauelementplattform weist eine Vielzahl nanoskaliger und ebenfalls durch dünne lsolatorschichten voneinander getrennte vergrabene Gates auf und ist daraufausgelegt, z.B. ein nipi-Dotierungsübergitter zwischen Source und Kanal zu erzeugen.

Der Fokus der Arbeit liegt auf der Prozessentwicklung mit dem vorrangigen Ziel, die Strukturgrößen der vergrabenen Gates und insbesondere die der dazwischen liegenden lsolatoren so weit wie möglich herunter zu skalieren, um die erforderlichen Potentiallandschaften ermöglichen zu können. Die hierbei entwickelten Prozesse und die notwendigen Prozessoptimierungen werden in der Arbeit dargelegt und diskutiert.