Entwicklung von GaAs-basierten Heterostruktur-Bipolartransistoren (HBTs) für Mikrowellen-Leistungszellen (eBook)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Ent-wicklung von HBTs für hohe Leistungen und hohe Betriebsspannungen. Auf der Grundlage von GaAs/Ga0.5InP-HBTs mit geringer Ausgangsleistung wurden Modifikationen an Emitter und Kollektor vorgenommen. Im ersten Teil der Arbeit werden kurz die relevanten Grundlagen des HBTs und der metallorganischen Gasphasenepitaxie (MOVPE) beleuchtet. Im Hauptteil werden verschiedene Konzepte des Kollektor-Schichtdesigns zur Erreichung höherer Durchbruchspannungen vorgestellt. Ausgiebig wird hierbei ein D-HBT mit Ga0.5InP-Kollektor diskutiert, und die modellbasierte Anpassung des Basis-Kollektor-Heteroübergangs für eine hohe Strom-tragfähigkeit vorgestellt. Der D-HBT wird anschließend hinsichtlich für den Leistungsbetrieb wichtiger Eigenschaften mit einem konventionellen Leistungs-HBT verglichen, und zeichnet sich u.a. durch eine höhere Durchbruch-spannung von 75 V bei aber fast halbierter Kollek-tordicke aus. Abschließend wird die Optimierung des Wärmema-nagements montierter HBT-Chips diskutiert. So erreicht ein Flip-Chip-montierter Leistungs-HBT erreicht eine Ausgangsleistung von 14 W bei 2 GHz.