Physikalische Modellierung und numerische Simulation von Strom- und Wärmetransport bei hoher Trägerinjektion und hohen Temperaturen

• Antragsteller: Professor Dr. Gerhard K.M. Wachutka
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5379859

Ziel dieses Projektes ist die theoretische Formulierung, numerische Implementierung, Validierung und Kalibrierung eines physikalisch basierten Transportmodells für den Strom- und Wärmefluß in Halbleiterhochleistungsbauelementen unter Hochinjektions- und Hochtemperaturbedingungen. Ausgehend von einem auf den Prinzipien der Thermodynamik beruhenden elektrothermischen Transportmodell für den gekoppelten Ladungsträger- und Wärmetransport sowie die Selbstaufheizug des Halbleiterbauelements sollen mit Hilfe numerischer Simulation von industriell gefertigten Bauelementen sowie spezieller Teststrukturen die relevanten Transportgrößen für hohe Stromdichten in einem Elektron-Loch-Plasma quantitativ soweit bestimmt werden, daß eine prädiktive Simulation des Bauelementeverhaltens, insbesondere auch des Verhaltens bei erhöhter Betriebstemperatur, möglich wird. Zu diesem Zweck sollen die zugrundeliegenden Halbleitertransportgleichungen in ihrer vollen Temperaturabhängigkeit in bei den Projektpartnern verfügbare zwei- und dreidimensionale Bauelementesimulatoren zusammen mit den erforderlichen Lösungsalgorithmen implementiert und validiert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1038: Halbleiterbauelemente hoher Leistung